Фамилия Полилеева — редкая и неочевидная с первого взгляда. Её основа не лежит на поверхности, и это как раз тот случай, когда разбор суффикса и модели образования даёт ключ к пониманию.

Фамилия явно образована с помощью патронимического суффикса -ев, который указывает на принадлежность («чей?» — Полилеев сын). Значит, ядро фамилии — мужское имя или прозвище Полилей. Вот тут и начинается самое интересное. В русском языке нет распространённого имени Полилей. Вероятнее всего, это не каноническое церковное имя, а народная, бытовая форма какого-либо крестильного имени. Самый правдоподобный кандидат — имя Полиевкт (греч. polyeuktos — «долгожданный, желанный»). В народном произношении оно часто упрощалось: Полиевкт — Полилей (с отпадением конечного -кт, как в имени Евстафий — Стахей). Такое стяжение — обычное дело для русской ономастики: длинные греческие имена резали и перекраивали на свой лад.

Вторая, менее вероятная, но возможная версия отсылает к прозвищу от слова «поливать». Полилеем могли в шутку назвать садовника, огородника или человека, который часто проливал что-то. Однако против этой версии говорит суффикс -ев: прозвища, оканчивающиеся на -ей, обычно давали фамилии с суффиксом -ев (ср. Грамотей — Грамотеев, Воробей — Воробьёв). Но если бы прозвище было Поливай, фамилия звучала бы как Поливаев. Форма Полилей для прозвища от глагола «поливать» — натяжка, поэтому версия с именем Полиевкт выглядит намного убедительнее.

Таким образом, предок носителей фамилии Полилеева, скорее всего, был человеком по имени или прозвищу Полилей, которое восходит к крестильному имени Полиевкт. Фамилия эта недворянская и нестарая, крестьянская или мещанская, сформировавшаяся в центральных или южных губерниях России, где особенно любили упрощать длинные церковные имена. Встретить её можно редко, и это делает её особенно ценной для семейной истории.