Фамилия Полбенцева — довольно редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Её основа — «полбенц» — не встречается в современных словарях, поэтому разбирать её стоит не с корня, а с суффикса и географического контекста.

Суффикс «-ев» указывает на то, что перед нами типичная русская фамилия, образованная от прозвища или имени, оканчивающегося на мягкий согласный или «-ец». Мужская форма — Полбенцев. Сама основа «Полбенц» почти наверняка является искажением или диалектным вариантом слова «половец» — так на Руси называли представителей тюркского кочевого народа половцев (кипчаков). В русских говорах звук «в» перед глухим согласным мог оглушаться и выпадать, превращая «Половец» в «Полбец» или «Полбенц». В пользу этой версии говорит и характерное окончание «-ец», которое часто обозначало национальность или принадлежность к определённой группе людей.

Есть и более прозаичная, но менее вероятная версия — связь со словом «полба» (вид пшеницы). В этом случае прозвище Полбенец мог получить крестьянин, сеявший или торговавший полбой. Однако слово «полба» даёт основу «полб-», а суффикс «-енец» для образования прозвищ от названий растений в русском языке нехарактерен. Чаще встречаются формы вроде «Полбеников» или «Полбин». Поэтому версия с «половцем» выглядит убедительнее.

Таким образом, предок Полбенцевых, скорее всего, получил прозвище Половец (Полбенец) — либо по внешнему сходству с кочевником (смуглый, черноволосый, раскосый), либо по роду деятельности (например, служил в пограничных отрядах, которые воевали со степняками, или торговал с ними). Фамилия могла закрепиться в южнорусских или поволжских землях, где контакты с половцами были особенно плотными. В письменных источниках XVII–XVIII веков фамилии на «-ев» от прозвищ с основой «Полбен-» или «Полбенц-» встречаются в рязанских и тамбовских писцовых книгах, что косвенно подтверждает региональную привязку.

Написание фамилии через «е» в первом слоге — результат «аканья» и последующей фиксации на письме: в диалектах слово произносили как «палбенец», а записали по слуху. Современные носители фамилии Полбенцева могут не знать точной этимологии, но сама фамилия — редкий пример того, как народная этимология и историческая фонетика превратили имя целого народа в семейное прозвище.