Фамилия Полчанова образована от мужского варианта Полчанов, а тот — от прозвища или нецерковного имени Полчан. Основа здесь — «полк» (отряд, войско) с суффиксом -ан, который в древнерусском языке часто указывал на принадлежность к группе или характерный признак. Полчаном могли назвать человека, служившего в полку, либо того, кто командовал небольшой воинской единицей. Встречается и бытовое значение: так могли прозвать крепкого, статного мужчину — «как целый полк».

Суффикс -ов в финале указывает на типичную русскую патронимическую модель: Полчанов — сын Полчана. Такие фамилии закреплялись в XV–XVII веках, сначала у служилых людей, затем у крестьян. Женская форма Полчанова — это указание на принадлежность к роду Полчановых, по мужу или отцу.

С географической точки зрения фамилия тяготеет к северным и центральным областям России. В переписных книгах XVII века встречаются упоминания крестьян и стрельцов с фамилией Полчанов в Вятском крае и на Урале. В более поздних источниках фамилия фиксируется в Пермской и Вологодской губерниях — регионах, где долго сохранялись архаичные формы именования.

Редкий вариант с суффиксом -ан (а не более частые -як или -ак) делает фамилию ценной для историков языка. Однокоренные фамилии — Полков, Полковников, Полчанинов — все они так или иначе связаны с военной или административной службой, но Полчанов стоит особняком: в ней слышится не столько должность, сколько прозвище, данное по характеру или внешности.