Фамилия Петюшкина — женская форма фамилии Петюшкин. Её основа, Пётр, сразу указывает на происхождение от крестильного имени Пётр (греч. «камень, скала»). Однако в отличие от массовых фамилий Петров, Петрухин или Петраков, форма Петюшкин образована не напрямую от имени, а от его разговорной, уменьшительно-ласкательной формы — Петюшка. Такие «домашние» варианты имён в XVI–XVII веках были обычным делом: Петюшка, Петрушка, Петряй, Петунька. Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: «чей сын?» — Петюшкин, то есть сын Петюшки.

Второй, менее очевидный, но вполне реальный вариант — связь с прозвищем Петюшка, которое могло возникнуть не от имени, а от слова «петух» (через форму «петюх» или «петюшка»). В русских говорах «петюшка» — это и ласковое название петуха, и прозвище драчливого, задиристого или горластого человека. В этом случае фамилия оказывается не патронимической (по отцу), а прозвищной — по характеру или поведению предка. Обе версии равноправны, и без точных данных о месте бытования фамилии выбрать одну сложно: в северных и центральных губерниях чаще брали за основу имя, в южных — прозвище.

Географически фамилия Петюшкин (и Петюшкина) встречается не повсеместно, а с заметной концентрацией в Поволжье и на Урале, особенно в Удмуртии, Татарстане и Кировской области. Это не случайно: в этих регионах в XIX веке была высока плотность старообрядческого населения, которое часто сохраняло архаичные уменьшительные формы имён. Кроме того, фамилии на -ушкин, -юшкин (Петюшкин, Марьюшкин, Ванюшкин) в этих местах встречаются чаще, чем, скажем, в Центральной России, где их вытеснили формы на -ов/-ев.

С точки зрения социальной истории, Петюшкины — это, скорее всего, потомки крестьян или мещан. Фамилия не дворянская (нет приставки -ский/-цкой), не семинарская (нет латинизированных окончаний) и не купеческая (редко встречается в гильдейских списках). Её носители — люди, чьи предки жили в деревне или небольшом уездном городе, где прозвище или домашнее имя Петюшка было в ходу. В письменных источниках фамилия фиксируется с середины XVIII века, например, в ревизских сказках Казанской губернии упоминаются крестьяне Петюшкины из деревни Малые Кизели.

Особенность фамилии — её написание. В дореволюционных документах можно встретить варианты Петюшкин и Петюжкин (из-за чередования ш/ж в диалектном произношении), а также Питюшкин (под влиянием «акающего» произношения). Современная орфография закрепилась после реформы 1918 года, но в метрических книгах XIX века встречаются обе формы. Это важно помнить при поиске предков: если фамилия не находится в архивах, стоит проверить вариант с «ж» или «и» в первом слоге.