Фамилия Питернова — женская форма фамилии Питернов, и её разбор стоит начать с мужского варианта. В основе лежит имя или прозвище Питерн, которое, скорее всего, восходит к имени Пётр. В русской народной традиции имя Пётр давало множество производных форм: Петруня, Петруха, Петряй, а также Питер — через просторечное «Питер» (сравните: в диалектах «питер» могло означать и самого человека, и его принадлежность к городу Санкт-Петербургу). Суффикс -н- в основе Питерн указывает на то, что исходное имя было сокращено до Питер, а затем к нему добавили типичный для русских фамилий суффикс -ов (Питернов). Таким образом, Питернов — это «сын Питерна», то есть потомок человека, которого в быту звали Питером или Питерном.

Есть и вторая, менее распространённая, но правдоподобная версия. Фамилия могла образоваться от прозвища Питерный, которое давали человеку, имевшему отношение к Петербургу — например, приезжему из столицы или тому, кто часто туда ездил. В этом случае суффикс -н- входит в основу прозвища, а -ов — фамильный суффикс. Обе версии не противоречат друг другу: в любом случае фамилия указывает на связь с именем Пётр или с городом на Неве, который в народе звали просто Питером.

С точки зрения географии, фамилия Питернов (и Питернова) встречается редко, преимущественно в центральных областях России и в Поволжье. Она не относится к числу распространённых дворянских или купеческих фамилий — скорее всего, её носили крестьяне или мещане, получившие фамилию по прозвищу или от имени отца в XIX веке, после отмены крепостного права. Женская форма Питернова фиксируется в метрических книгах и переписях как указание на принадлежность к мужу или отцу — типичная русская модель для замужних женщин.

Интересная деталь: фамилия Питернова иногда путается с более частой Питерцевой (от «питерец» — житель Петербурга). Но разница в суффиксе — -н- вместо -ц- — намекает на то, что предок Питерновых носил не столько географическое прозвище, сколько личное имя Питерн, что делает фамилию более редкой и личной по происхождению.