Фамилия Палевая — редкий пример, где ударение и окончание сразу указывают на пол носителя: это женская форма. Мужской вариант, соответственно, Палевый. Такая пара встречается нечасто и обычно говорит о том, что фамилия закрепилась в форме прилагательного, а не привычного притяжательного прилагательного с суффиксом -ов/-ев.

Корень здесь — «пал-» или «палев-», и основная версия происхождения отсылает к цвету. «Палёвый» в русских говорах означало «светло-соломенный», «бледно-жёлтый», почти белый с желтизной. Слово пришло из французского paille (солома) через польское посредство. Фамилию могли дать человеку с очень светлыми, выгоревшими волосами или бледной кожей — прозвище Палевый было наглядным и цепким.

Вторая, менее очевидная версия — связь с глаголом «палить» (жечь, обжигать). В южнорусских и украинских говорах «палевой» иногда называли того, кто выжигал лес под пашню, или пастуха, который палит сухую траву. Но цветовое значение для прозвища встречается чаще, особенно если учесть, что фамилия Палевая встречается в основном у носителей из западных и центральных областей России, где влияние польского и белорусского языков было сильнее.

Интересная деталь: фамилия могла возникнуть и как отчество от нецерковного имени Пале́й. В старину существовало имя Палей (сравните с Палка, Первуша) — сокращение от Пантелеймон или самостоятельное прозвище. Но в этом случае форма была бы Палеев, а не Палевый. Поэтому цветовая гипотеза остаётся основной.

Фамилия не относится к дворянским или духовным — скорее всего, её носили крестьяне или мещане. В современных справочниках она не частотна, но устойчиво фиксируется в Белгородской, Курской и Воронежской областях, а также у потомков переселенцев в Сибири.