Фамилия Польгуев образована от прозвища, и её разбор стоит начать не с корня, а с необычного суффикса. Модель «Польгуй + ев» указывает на то, что в основе лежит прозвище Польгуй. Суффикс -ев (а не -ов) присоединяется к основам на мягкий согласный или й, что здесь и происходит. Фамилия типична для русского Севера и северо-востока, где часто встречаются прозвищные фамилии с таким окончанием.

Само прозвище Польгуй — скорее всего, из диалектного глагола «польгать» или «польгнуть», что означает «льстить, угождать, поддакивать». В некоторых говорах «польга» — это льстец, угодник. Таким образом, Польгуем в старину могли назвать человека льстивого, умеющего подстроиться под собеседника, склонного к лести. Есть и вторая, менее распространённая версия: от слова «польга» в значении «облегчение, послабление» (сравните с «льгота»). Тогда прозвище могло относиться к человеку, который давал поблажки или сам жил вольготно, без строгих правил. Первая версия — про льстеца — выглядит убедительнее, поскольку глагол «польгать» зафиксирован в северных говорах, а фамилия географически тяготеет к Архангельской и Вологодской областям.

В отличие от фамилий на -ов, где основа обычно яснее (Петров — от Петра), здесь мы имеем дело с чисто прозвищной моделью, напрямую не связанной с крестильным именем. Это сближает Польгуева с такими фамилиями, как Шуйгин, Булгаков или Плетнёв, где в основе — характеристика человека, а не имя святого. Сословно фамилия неэлитная: в документах XVII–XVIII веков Польгуевы встречаются среди крестьян и посадских людей, чаще всего на Русском Севере.

Написание фамилии устойчивое: через «о» в первом слоге и «е» в суффиксе. Вариант «Пальгуев» (с «а») — результат аканья в устной речи, но в документах он редок. Фамилия нечастотная, и её носители, скорее всего, происходят из одного северного гнезда — возможно, из окрестностей Великого Устюга или Сольвычегодска, где подобные прозвища фиксировались.