Petronaitis – lietuviška vyriška pavardė, kilusi iš krikšto vardo Petronius (lotyniškos kilmės) arba jo trumpinių (Petras, Petronis) su priesaga -aitis, nurodančia sūnų. Tai patroniminis pavardės variantas, reiškiantis „Petrono (arba Petro) sūnus“.
Įžymūs žmonės su šia pavarde:
Adolfas Petronaitis (1893–1942) – karininkas, diplomatas, rezistentas.
Algimantas Petronaitis (g. 1937) – ekonomistas, politikas, signataras.
Mindaugas Petronaitis (g. 1976) – krepšinio treneris ir buvęs žaidėjas.