Фамилия Подоляева образована от прозвища или нецерковного имени Подоляй. В основе лежит слово «подол» — нижняя часть одежды, а также низина, пойма реки или окраина города, посад. В северных и центральных говорах «подоляй» могли называть человека, который ходит в длинной, до подола, одежде, либо того, кто живет в низине, у реки. В южных регионах «подоляй» иногда означало «балахонщик» или «оборванец» — прозвище с оттенком иронии.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе Подоля- добавили суффикс -ев, который указывает на принадлежность («сын Подоляя»). Форма Подоляева — женский вариант, а мужская — Подоляев. Ударение, скорее всего, падает на третий слог: Подоля́ев.

Географически фамилия чаще встречается в Поволжье и центральных областях России. Встречается и украинский вариант — Подоляй, но с суффиксом -ев фамилия закрепилась именно в русской среде. В дореволюционных переписях Подоляевы числились в основном среди крестьян и мещан, хотя отдельные ветви могли принадлежать к купечеству.

Спорных версий немного. Иногда фамилию ошибочно связывают с Подольем (исторической областью на Украине), но для прозвищного происхождения такое объяснение натянуто: жителя Подолья скорее назвали бы Подольским, а не Подоляем. Правдоподобнее бытовое прозвище по одежде или месту жительства — это подтверждается и тем, что в русских говорах слово «подоляй» фиксируется именно в этих значениях.

Таким образом, предки современных Подоляевых — люди, получившие уличное прозвище по характерной одежде или по расположению их двора в низине, на окраине села. Фамилия не элитарная, а народная, что и делает её типичной для русского крестьянского ономастикона.