Фамилия Подчерняев — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти не изменилось за века. В ней легко угадывается глагол «подчернить» и его производное — «подчерня». Так в русских говорах называли того, кто занимался чернением: красил ткани, кожу, дерево в чёрный цвет или наводил чернь на металле. Это мог быть ремесленник-красильщик, работавший с тёмными оттенками, либо мастер по художественной обработке металла (чернение по серебру). В отличие от фамилий на -ильщиков (Красильников, Чернильщиков), модель на -яй (-ей) — более древняя и личная: она прямо фиксирует прозвище, а не профессию через суффикс деятеля.

Суффикс -ев указывает на притяжательную форму: Подчерняев буквально означает «сын Подчерняя» или «из рода Подчерняя». Фамилия образована по той же модели, что и более известные Воропаев, Каратаев, Кураев, но с прозрачной внутренней формой. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные примеры отнесены к группе, где основа — глагольное прозвище на -яй, часто с оттенком действия или свойства.

Географически фамилия встречается нечасто, но заметна в южнорусских и центральных областях — на Курщине, в Белгородчине, Воронежской земле. Там были развиты кустарные промыслы по обработке кожи и металла, что совпадает с возможным занятием первого носителя.

Встречается и вариант написания «Подчернеев» — с буквой «е» вместо «я» в корне. Это не ошибка, а следствие аканья или диалектного произношения: в живой речи «подчерняй» и «подчерней» звучали одинаково, а на письме могли закрепиться по-разному. Оба варианта восходят к одному корню.

Таким образом, Подчерняев — фамилия-прозвище от конкретного ремесленного действия. Её носители в большинстве — потомки мастеровых людей, занимавшихся чернением, а не крестьян, получивших фамилию по отцу с неясным именем.