Фамилия Павлусев — один из примеров, когда народная форма имени стала основой для фамилии, но с редким суффиксальным оформлением. В основе лежит крестильное имя Павел (от латинского paulus — «малый»). Однако не от самого Павла, а от его уменьшительно-ласкательной формы Павлусь (или Павлуся). Такие формы были типичны для юго-западных русских земель и украинского влияния: суффикс -усь (-уся) придавал имени оттенок ласкательности.

Словообразовательная модель фамилии примечательна. Обычно от имён на -а/-я образовывали фамилии с суффиксом -ин (Павлусин). Но здесь мы видим суффикс -ев, который характерен для основ на мягкий согласный или на -й. Вероятно, фамилия закрепилась в форме Павлусев, а не Павлусин, под влиянием северных и центральных русских говоров, где суффикс -ев постепенно вытеснял -ин в некоторых позициях, или же исходное прозвище звучало как Павлусь (с твёрдым окончанием), что дало бы закономерное Павлусев. То есть перед нами гибрид: южнорусское или украинское имя, но оформленное по северорусской модели.

Географически фамилия встречается нечасто. Очаги её бытования — Курская, Белгородская, Воронежская области, а также в смежных районах Украины (Сумская, Харьковская области). Это зона исторического расселения, где пересекались великорусские и малорусские диалекты. Встречается и среди потомков однодворцев — служилых людей, которые селились на южных рубежах и часто носили фамилии с уменьшительными суффиксами.

Если сравнивать с однокоренными, то Павлусев стоит в одном ряду с Павлухиным, Павлушиным, Павлуцким. Но от них его отличает именно суффикс -усь, который в русской ономастике встречается реже, чем -уш- или -ух-. Это позволяет предположить, что предок носителя фамилии мог быть выходцем из западнорусских или украинских земель, а сама фамилия — не столько «сын Павла», сколько «сын Павлуся», то есть человека, которого в быту звали ласково, но по-своему, нестандартно.