Фамилия Польчунов — редкий пример, когда суффикс указывает на происхождение точнее, чем корень. Формант -унов встречается в русских фамилиях нечасто: он характерен для южнорусских и украинских говоров, где так образовывали притяжательные прилагательные от имён на -ун (как Харламов от Харлам, но с другим окончанием). Основа Польч- почти наверняка восходит к прозвищу или каноническому имени.

Самая вероятная версия — связь с именем Полуект (разговорное Полуехт, Полька). В народной речи имя дробилось: Полик, Поличка, а в украинском влиянии — Полько, откуда и Польчун. Суффикс -ун в прозвищах часто означал деятеля или носителя признака: говорун, бегун. Польчун — человек, которого так звали по имени-основе, либо тот, кто происходил от Полька. Фамилия Польчунов, таким образом, — «сын Польчуна», то есть потомок человека с таким прозвищем.

Менее убедительна, но возможна связь с польским корнем: «польча» (поляк, либо житель Польши). Однако в русской среде фамилии на -унов от этнонимов встречаются редко — обычно они застывают как Поляков, Поляковский. Версия с уменьшительным именем выглядит естественнее.

Географически фамилия тяготеет к югу России и Украине: Курская, Воронежская области, а также бывшие малороссийские губернии. В этих краях суффикс -унов в фамилиях (Глазунов, Харламунов) встречается чаще, чем на севере.

Социально носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или однодворцами. Фамилии на -унов редко встречаются у дворян — они образовывались от прозвищ в низших сословиях, где имя Польчун могло быть дворовым или деревенским. В документах XVIII–XIX веков фамилия, вероятно, фиксировалась с вариациями: Польчунов, Польчуков, Полчунов — из-за нестабильности акающих говоров.