Фамилия Полетае — один из тех редких случаев, когда написание вводит в заблуждение. На слух она воспринимается как типичная фамилия на -ев (Полетаев), но на деле оканчивается на -е. Это не опечатка и не искажение, а старая, архаичная форма родительного падежа множественного числа. В говорах и документах XVII–XVIII веков такие варианты фиксировали, когда хотели подчеркнуть принадлежность: «из дома Полетаев» превращалось в «Полетае». То есть фамилия буквально отвечает на вопрос «чей?» — Полетаев, но со временем окончание редуцировалось и закрепилось на письме как -е.

Основа фамилии — прозвище Полетай. В русских диалектах «полетать» означало не только «летать», но и «быстро бегать», «носиться», «суетиться». Прозвище могли дать непоседливому, резвому человеку, который всё делал наскоком, торопливо. Реже — тому, кто работал споро и быстро, «летал» по делу. В словаре В. И. Даля зафиксировано слово «полетуха» — бойкая, проворная женщина, так что прозвище не было обидным, скорее характеризовало темперамент.

Географически фамилия Полетае встречается крайне редко. Основной ареал — юг России, в частности Ростовская область и Краснодарский край, где такие усечённые формы на -е (вместо -ев) иногда возникали под влиянием местных говоров и упрощения письменной фиксации в казачьей среде. В центральных и северных губерниях фамилия почти не фиксируется, что делает её локальным маркером.

С точки зрения словообразовательной модели, Полетае стоит в одном ряду с фамилиями, образованными от глагольных прозвищ: Побегае, Поскакае, Попивае. Но если Попивай — очевидно от «попивать», то Полетай — от «полетать» с ударением на последний слог. В XIX веке при паспортизации такие фамилии часто «исправляли» до стандартного Полетаев, поэтому вариант Полетае — свидетельство того, что предки либо жили в отдалённой местности, где чиновник записал фамилию на слух, либо сознательно сохраняли старую форму.

Есть и вторая, менее вероятная версия: отчество от канонического имени Полиевкт (в просторечии Полуект, Полет). Но в этом случае должна была возникнуть форма Полуектов или Полетиев, а не Полетае. Поэтому основная версия — прозвище по быстроте и характеру — надёжнее.