Фамилия Полони — редкий для России случай, когда за основу взято не славянское слово, а итальянское географическое прозвище. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, оканчивающихся на -ов, -ев или -ин, фамилия Полони не имеет типичного патронимического суффикса. Это указывает на её позднее, часто «кабинетное» происхождение — либо из среды образованного духовенства, либо из дворянских родов, получивших фамилию по месту службы или учёбы.

Корень фамилии восходит к итальянскому слову «polone» (в старом написании «poloni»), что означает «поляк». В эпоху Возрождения и позже, в XVIII–XIX веках, так в Италии называли выходцев из Польши или людей, имевших с ней связь. В России фамилия Полони могла закрепиться за семьями польского происхождения, оказавшимися на русской службе, или за теми, кто получил её в семинарии — по месту рождения или по этнической принадлежности предка. Например, семинаристу могли дать фамилию Полони, если его отец или дед был родом из Польши, либо если сам студент происходил из мест, граничащих с Речью Посполитой.

Интересно, что в русской среде фамилия Полони почти не имеет однокоренных вариантов. Нет «Полонова» или «Полонина» — это не от «полон» (плен), а от этнонима. Поэтому версия о происхождении от польского корня выглядит единственной правдоподобной. Встречается фамилия в основном в западных губерниях Российской империи — на территории современных Беларуси, Украины и Литвы, где исторически было сильное польское влияние.

Носители фамилии Полони — это, скорее всего, потомки мелкой шляхты, духовенства или горожан, которые сохранили в фамилии память о своих польских корнях. Сословная принадлежность могла быть разной: от крестьян до дворян, но сам факт наличия нетипичного окончания говорит о том, что фамилия не возникла стихийно, а была дана осознанно, часто при записи в метрические книги или при поступлении в учебное заведение.