Фамилия Полесников происходит от прозвища Полесник, которое давали жителю Полесья — исторической области, охватывающей южную Беларусь, северную Украину и прилегающие районы России. Человек, переселившийся из этих лесисто-болотистых мест в другую местность, получал прозвище по месту прежнего жительства. Такой способ именования — один из самых распространённых на Руси: приезжего называли не по его личным качествам, а по географическому корню.

Суффикс -ник в основе Полесник указывает на принадлежность к местности или роду занятий. В данном случае это типичный «жительский» суффикс, как у Слободник, Городник или Озерник. А фамильный суффикс -ов стандартно оформил прозвище в наследственное родовое имя. Модель простая: Полесник → Полесников, то есть «сын Полесника».

Фамилия Полесников — довольно редкая по сравнению, скажем, с Полещук или Полесский. Последняя чаще встречается у поляков и украинцев и имеет ту же основу, но другой суффикс. Полесников же — типично русская фамилия по форме, образованная от прозвища, а не от топонима напрямую. Это значит, что предок носителя фамилии мог быть не просто выходцем из Полесья, а человеком, которого в новом селе так и прозвали — Полесник, выделяя его происхождение.

Встречается фамилия в основном в центральных и южных областях России, а также в Беларуси, что логично с учётом близости Полесья. Встречаются и варианты написания с одной «с» — Полесников, но это скорее исключение, связанное с упрощением на письме. Достоверных данных о сословной принадлежности носителей фамилии нет, но в XVIII–XIX веках Полесниковы фиксируются среди крестьян и мещан — типичных носителей прозвищных фамилий.