Фамилия Польгуева — женская форма от Польгуев, и её разбор стоит начать не с корня, а с суффикса, который выдаёт её северное или восточное происхождение. Формант -ев (а не -ов) указывает на основу, оканчивающуюся на мягкий согласный или й: в данном случае на -уй. Такие фамилии характерны для северных и северо-восточных регионов России — Архангельской, Вологодской, Вятской губерний, где часто встречались прозвищные имена на -уй.

Основа Польгуй — это древнерусское некалендарное имя или прозвище. Оно состоит из двух частей: «поль-» (от «полый», то есть открытый, пустой, а также в некоторых говорах — «свободный» или «незанятый») и «-гуй» — диалектный вариант слова «гуля», означающего бездельника, гуляку или праздного человека. В северных говорах «гуй» могло означать и просто «парень», «малый». Таким образом, Польгуй — это прозвище человека, которого считали «пустым гулякой» или «свободным парнем», не обременённым работой или заботами.

С точки зрения словообразовательной модели фамилия вписывается в ряд однокоренных: Гуев, Гуляев, Полугуев. Польгуев отличается от них приставкой «поль-», которая редко встречается в русских фамилиях, что делает её более локальной. Вероятно, прозвище давали не в насмешку, а как характеристику — например, холостому или вольному человеку, который не держал хозяйства. Встречается фамилия преимущественно в Кировской области и Пермском крае — регионах, куда в XVII–XVIII веках переселялись крестьяне с Русского Севера.

Вторая, менее вероятная версия связывает основу с тюркским корнем «бульгу» (смута, волнение), но она не объясняет мягкое окончание и приставку «поль-». Филологически убедительнее славянское происхождение от прозвища, которое со временем закрепилось за родом. Носители фамилии Польгуева могут считать себя потомками того самого «польгуя» — человека, которого в деревне знали по его независимому или не слишком усердному нраву.