Фамилия Широкопетлев — один из тех редких случаев, когда сложносоставное прозвище «приросло» к роду почти без изменений, минуя типичные суффиксы. В ней нет привычного -ов или -ин, которые превращают прозвище в фамилию: перед нами застывшая форма прилагательного в именительном падеже. Такое оформление встречается в основном у фамилий, образованных от прозвищ-прилагательных (например, Долгорукий, Кривошеин, хотя последний уже с суффиксом), и указывает на то, что фамилия могла сложиться довольно поздно, в среде, где фамилии еще не прошли стандартную унификацию.

Основа фамилии — прозвище Широкопетлый. Первая часть, «широкий», в русских прозвищах часто указывала на крупное телосложение, широкие плечи или размах в делах. Вторая часть — «петля» — многозначна. Самое прямое толкование: человек, имевший дело с петлями — шорник, седельник или ремесленник, работавший с упряжью. Петли использовались в конской сбруе, в вожжах, в крестьянском хозяйстве. Но у слова «петля» есть и переносный смысл: так могли назвать изворотливого, хитрого человека, который «петляет» в разговоре или в делах. Сочетание «широкий» и «петля» в прозвище звучит почти как оксюморон — широкая петля либо не держит, либо сделана с размахом. Скорее всего, прозвище было ироничным или описывало конкретную манеру работы: мастер делал петли необычно крупными, просторными.

С точки зрения географии, фамилия крайне редкая. Она почти не встречается за пределами центральной России и Поволжья. Возможно, очаг её бытования — территории бывшего Владимирского или Нижегородского княжества, где были сильны шорные и кожевенные промыслы. Сословно носители фамилии, скорее всего, относились к крестьянам или ремесленникам: сложные прозвища такого типа редко давали дворянам, у которых преобладали фамилии на -ский или от имён.

В написании фамилии возможна путаница: в документах XIX века встречаются варианты «Широкопетлев» и «Широкопетлевъ», но корень «петл» устойчив. Двойное «е» в суффиксе — результат склонения: форма «Широкопетлев» образована от прозвища «Широкопетлый» по модели притяжательных прилагательных, хотя на слух звучит как «Широкопетлев» с ударением на второй слог. Ударение, скорее всего, падает на «е» в середине: Широкопе́тлев.