Фамилия Широкопетлева — редкий пример русской фамилии, образованной от составного прозвища. В отличие от массы фамилий на -ов/-ев, произведённых от простых имён или профессий, здесь мы имеем дело с целым определением, которое когда-то закрепилось за человеком.

Основа прозвища — «широкая петля». Слово «петля» в русских говорах имело не только прямое значение (затягивающаяся дуга верёвки), но и переносные. В северных и сибирских говорах «петлёй» называли извилистый, не прямой путь, излучину реки. «Широкая петля» могла означать человека, который делает большой крюк, ходит окольными дорогами, либо того, кто живёт на широком речном изгибе. Вторая версия — ремесленная: портной или сапожник, который, в отличие от аккуратного мастера, оставлял слишком широкие, небрежные петли для пуговиц или шнурков. Такое прозвище давали с лёгкой насмешкой, но оно приживалось.

Модель образования типична для женской формы фамилии: к основе прозвища «Широкопетл» добавили суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого «л»), а затем окончание -а. Мужской вариант — Широкопетлев. Суффикс указывает на то, что фамилия сформировалась в среде, где преобладала патронимическая модель («чей?» — сын Широкопетла), то есть в центральных и северных регионах России.

Географически фамилия тяготеет к северо-востоку: единичные записи встречаются в архангельских и вятских метрических книгах XIX века. Это согласуется с диалектным значением слова «петля» как изгиба реки — именно в тех краях, где много речных излучин, прозвище было понятно без пояснений.

Сословная принадлежность носителей, скорее всего, крестьянская или мещанская. Сложные составные фамилии редко встречались у дворян (те чаще брали фамилии по названиям поместий), а у крестьян они фиксировали яркую внешнюю или поведенческую черту.

Однокоренных фамилий в русском ономастиконе почти нет. Известны Широкопояс и Широкоплечий, но Широкопетлев стоит особняком — его вторая часть («петля») не связана ни с одеждой, ни с телом, что делает прозвище более загадочным. Возможно, оно возникло как ироничное: так могли прозвать неловкого охотника, который ставил силки со слишком большими петлями, или рыбака, который вязал широкие сети.