Фамилия Полео — редкая и неочевидная с точки зрения русского словообразования. В ней нет привычных суффиксов -ов, -ин, -ский, поэтому её происхождение приходится искать не в морфологии, а в географии и возможном иноязычном корне.

Самая правдоподобная версия — фамилия имеет итальянские корни. В Италии существует фамилия Poleo, которая восходит к латинскому poleium — так называли блошницу (растение из семейства губоцветных). Прозвище или фамильное имя могли дать травнику, аптекарю или человеку, жившему рядом с зарослями этой травы. Если предок носителя фамилии был итальянцем, переселившимся в Россию, фамилия могла сохраниться без изменений или русифицироваться через окончание -о, что характерно для украинского и южнорусского говоров.

Вторая версия, менее вероятная, но возможная, — связь с греческим словом poleo (πολέω), означающим «продаю» или «вращаюсь». В таком случае фамилия могла возникнуть у греческих купцов или ремесленников, которые осели в Причерноморье или на юге Российской империи. Однако эта гипотеза не имеет широкой поддержки в ономастике, так как греческие фамилии обычно образуются через суффиксы -пулос, -идис, а не через чистую основу.

Третий вариант — фамилия могла возникнуть как прозвище от диалектного слова «полё» (поле, поляна) с необычным окончанием, но это объяснение натянуто: для русского языка типичнее было бы Полев или Полевой. Учитывая редкость фамилии, скорее всего, её носители — потомки выходцев из средиземноморских регионов, сохранивших исходную форму. География бытования фамилии в России не изучалась системно, но в интернете встречаются единичные записи о людях с фамилией Полео в Краснодарском крае и Москве, что косвенно подтверждает южное (итало-греческое) происхождение.