Фамилия Полаев — редкий случай, когда суффикс указывает на происхождение точнее, чем корень. Модель «-аев» характерна для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или на -а/-я. В данном случае основа — Полай. Это либо древнерусское нецерковное имя Полай (от глагола «полаять» — побранить, поругать), либо прозвище Полай, которое давали сварливому, бранчливому человеку. В старину такие «охранительные» имена давали нарочно, чтобы отвести от ребёнка злых духов: мол, имя плохое, и дитя никому не нужно.

Вторая, менее очевидная версия — связь с тюркскими корнями. В языках Поволжья и Средней Азии «пола» или «пала» означает «дитя», «мальчик». Тогда Полаев — русифицированная форма тюркского имени Палай (сынок, малыш). Фамилия могла возникнуть в среде крещёных татар, башкир или чувашей, где русский суффикс -ев прирастал к местным именам.

Географически Полаевы встречаются негусто: единичные записи по Оренбургской, Самарской областям и Башкортостану. Это подтверждает вторую версию — регион традиционного смешения славянских и тюркских фамильных моделей.

С точки зрения социальной истории, носители фамилии Полаев вряд ли относились к высшим сословиям. Прозвищные фамилии на «-аев» в массе своей — крестьянские и мещанские, реже — однодворческие. Дворянских родов с такой фамилией в гербовниках нет, а значит, предки были людьми простыми: землепашцами, мастеровыми, отходниками.