Фамилия Пятерников — один из тех случаев, когда числительное в основе сразу наводит на мысль о прозвище. Но не спешите записывать предка в обладатели пяти пятерок в дневнике: в русской ономастике «пятерня» означала не оценку, а руку, пясть, пятерню пальцев. Человек с сильной, широкой ладонью или, напротив, с каким-то дефектом на руке (скажем, шестипалый, а прозвали по контрасту) мог получить прозвище Пятерня. От него и пошла фамилия через стандартную модель с суффиксом -ов: Пятерников — сын Пятерника.

Модель образования здесь двойная. Сначала от прозвища Пятерня образовали патроним (отчество) Пятерник — так в старину называли сына или внука Пятерни. Затем к этому отчеству добавили суффикс -ов, получив фамилию Пятерников. Такой способ типичен для русских фамилий, особенно в северных и центральных губерниях, где часто использовали суффикс -ик для обозначения «сына такого-то»: Иваник (сын Ивана), Пятерник (сын Пятерни). Сравните с фамилиями Пятеркин, Пятернюк — там основы те же, но суффиксы разные.

Есть и другая, менее вероятная версия: прозвище могли дать по числу детей в семье. Пятерников — потомок пятого сына или отца пятерых. Но в русской традиции для таких случаев чаще использовали числительное в форме «Пятаков» (от пятак — пять копеек или пятый ребенок) или «Пятин». Пятерня всё же крепче привязана к руке — это слово бытовало в диалектах именно в этом значении.

Географически фамилия редкая, встречается в основном в Поволжье и на Урале, где прозвища по внешним признакам давали особенно охотно. В списках купцов и крестьян XVIII–XIX веков Пятерниковы чаще всего числились в Вятской и Пермской губерниях — там, где земледельческий труд требовал крепкой «пятерни». Никаких дворянских корней у фамилии нет: это чисто крестьянская или мещанская модель, что подтверждается отсутствием фамилии в родословных книгах.