Фамилия Петюшкин — редкий случай, когда на слух она кажется уменьшительно-ласкательной (как «петушок»), а на деле образована от имени. Основа здесь — Пётр, а точнее, его производная форма Петюшка. В русском языке суффикс -ушк- (Петюшка) использовался как ласкательный, но в фамилиях он чаще фиксирует не нежность, а бытовое, обиходное имя человека. То есть Петюшкой могли звать и взрослого крестьянина, и мальчика — это было обычное разговорное имя, равное Петру.

Суффикс -ин в фамилии Петюшкин указывает на принадлежность: «чей?» — Петюшкин, то есть сын, потомок или человек из семьи Петюшки. Это типичная модель для центральной и северной России, где фамилии на -ин образовывались от основ на -а/-я. Интересно, что, в отличие от фамилий Петров или Петрушин, Петюшкин сохранил двойной суффикс: сначала уменьшительный -ушк-, потом притяжательный -ин. Такая цепочка встречается реже, чем простые формы, и говорит о том, что прозвище Петюшка закрепилось как самостоятельное имя в семье.

Географически фамилия Петюшкин тяготеет к Поволжью и центральным областям — встречается в архивах Нижегородской, Костромской, Владимирской губерний. В переписных книгах XVII–XVIII веков можно найти крестьян и посадских людей с таким именованием. Дворянских родов Петюшкиных не зафиксировано — это крестьянская или мещанская фамилия, что подтверждается и её словообразованием: в высших сословиях предпочитали формы на -ов/-ев от полных имён.

Стоит упомянуть и возможную путаницу: фамилия Петюшкин не имеет отношения к птице «петух». Хотя народная этимология иногда связывает её с петушиным боем или криком, лингвистически это неверно. Форма «петушок» дала бы фамилию Петушков, а здесь корень именно Пет- (от Пётр). Так что предки носителя фамилии — не птицеловы, а просто люди, носившие имя Пётр в его домашней, уменьшительной версии.