Фамилия Почерняева — яркий пример того, как прозвище, данное за внешность, закрепилось в роду и превратилось в фамилию. В её основе лежит прилагательное «черный», но не в прямом значении цвета, а в переносном, характеризующем человека. «Почернявый» в русских говорах означало «смуглый», «черноволосый», «темнолицый». Приставка «по-» в данном случае усиливает признак, указывая на заметную, бросающуюся в глаза черноту: не просто смуглый, а очень смуглый, почти черный. Прозвище Почерняй давали человеку с очень темными волосами и кожей, что на фоне светловолосого большинства было яркой отличительной чертой.

Словообразовательная модель фамилии стандартна для русского севера и центральных областей. Суффикс -ев (а не -ов) указывает на то, что основа прозвища оканчивалась на мягкий согласный или «й»: Почерняй → Почерняев. Женская форма Почерняева — это не отдельная фамилия, а грамматический вариант, обозначающий жену или дочь Почерняева. Интересно, что в некоторых говорах существовало слово «почернеть» в значении «загореть дочерна», и прозвище могло быть дано крестьянину, который из-за работы в поле под палящим солнцем стал заметно темнее остальных.

Фамилия не относится к числу распространенных, но встречается в документах, преимущественно связанных с Курской и Орловской губерниями, а также с югом России. Там, где смешивалось славянское и степное население, темный тип внешности был не редкостью, и прозвище Почерняй могло закрепиться за человеком, который выглядел «по-черкесски» или «по-татарски». В отличие от фамилий, образованных от имени Черняй (уменьшительное от Чернослав или простонародное Черный), форма с приставкой «по-» встречается реже и однозначно указывает на прозвищное, а не крестильное происхождение.

Версия о связи фамилии с глаголом «почернить» (кого-то оговорить) маловероятна. Прозвища по действию обычно образуются от основы инфинитива (Чернильщик, Клеветник), а не от отглагольного прилагательного. Поэтому основная и наиболее правдоподобная версия — описание внешности предка, которую окружающие запомнили как «почернявую». Никаких сведений о дворянском происхождении фамилии нет — это типичная крестьянская или мещанская фамилия, возникшая в среде, где внешность была главным и самым простым способом идентифицировать человека в документе.