Фамилия Подзарей — редкий случай, когда основа не очевидна на первый взгляд. В ней нет привычного суффикса -ов или -ин, а окончание -ей указывает на словообразовательную модель, характерную для прозвищ, превращённых в фамилии без дополнительных формантов. Такие фамилии обычно закрепились в устной речи и фиксировались в документах так, как слышались.

Скорее всего, в основе лежит прозвище Подзарь или Подзара, которое затем обрусело до формы Подзарей. Корень «зар» в славянских языках многозначен. Самая прямая версия — связь с глаголом «зарить» (завидовать, смотреть с жадностью) или существительным «заря» (зоревой, яркий). Прозвище Подзарей могли дать человеку, который «под зарю» работал, вставал затемно, либо тому, кто «зарился» на чужое, то есть был завистливым. В диалектах слово «заря» также означало игру света, блеск — отсюда прозвище могло относиться к человеку с яркой внешностью или вспыльчивым нравом.

Менее вероятна, но возможна версия, связывающая фамилию с географическим названием. В некоторых говорах «подзарье» — местность у зари, то есть у восхода, восточный склон. Тогда фамилия могла указывать на жителя такой местности, например, села или хутора, стоящего на восточной стороне.

По модели образования фамилия Подзарей близка к таким редким фамилиям, как Подгорей (от «под горой»), Подстерей или Подречей. Они все — «застывшие» предложно-падежные формы, указывающие на положение или свойство человека. Встречается фамилия преимущественно на юге России и в украинских областях, где сохранилась традиция таких прозвищных фамилий. Сословной принадлежности предков определить по фамилии нельзя — она могла возникнуть как у крестьянина, так и у ремесленника.