Potrebbe derivare da una forma ipocoristica latina del nome Petronia o Petronius.
Si ricordail celeberrimo Titus Petronius Niger Arbiter elegantiarum di epoca neroniana autore del Satyricon.
Il cognome Petronilli ha presenze in Veneto e Lazio. Petronillo, anch'esso rarissimo, sembrerebbe pugliese. Petronilla sembrerebbe del sud Italia.
Il cognome Petronillo è 39162° nella regione Piemonte Il cognome Petronillo è 22914° nella provincia di Cuneo Il cognome Petronillo è 315° nel comune di SOMMARIVA PERNO (CN)