Фамилия Полиева — редкий случай в русской ономастике. В отличие от большинства фамилий на -ов/-ев, она образована не от мужского имени или прозвища, а напрямую от женского имени Полия. Это краткая, просторечная форма канонического имени Аполлинария (в переводе с греческого — «посвящённая Аполлону»). В народе имя Аполлинария сокращали до Поли, Полии, Полины. Фамилия Полиева, таким образом, буквально означает «принадлежащая Полие» — то есть дочь, жена или вдова женщины по имени Полия.

Словообразовательная модель здесь необычна. Суффикс -ев указывает на принадлежность, но в русском языке фамилии от женских имён встречаются редко. Обычно так называли детей, росших без отца, или внебрачных детей, когда родство вели по материнской линии. В крестьянской среде до XIX века фамилия могла закрепиться за целой семьёй, если главой двора долгое время оставалась вдова с детьми.

По географическому распространению фамилия Полиева — локальная, южнорусская. Наибольшая концентрация носителей исторически фиксируется в Курской, Белгородской и Воронежской областях. Это зона, где в XVII–XVIII веках селились служилые люди и однодворцы, и где женские варианты фамилий встречались чаще, чем в северных регионах.

Мужской вариант — Полиев — в русском языке практически не встречается, и это дополнительно подтверждает, что фамилия изначально материнская. Если бы основой было мужское имя Полий (редкая форма от Ипполит), то нормальным окончанием было бы -ов (Полиов), а не -ев. Так что версия с женским именем остаётся наиболее убедительной.

В дореволюционных метрических книгах Полиевы чаще всего записаны как крестьяне и мещане. Дворянских родов с такой фамилией не обнаружено. Среди известных носителей — разве что краеведческие упоминания о крестьянских династиях из села Верхнее Гурово Курской губернии, где фамилия передавалась из поколения в поколение с середины XIX века.