Фамилия Полоных — редкий пример «застывшей» формы родительного падежа. Она стоит в ряду таких фамилий, как Чёрных, Босых, Глухих, и образована не по стандартной модели с суффиксом -ов/-ев или -ин, а по архаичному типу, характерному для северных и сибирских говоров. В этой модели фамилия фиксирует прозвище или семейное имя в форме родительного падежа множественного числа: «из дома Полоных» — то есть из семьи, где главного звали Полой, Полый или дали прозвище Полоха.

Основа фамилии — прилагательное «полый». В древнерусском языке слово имело несколько значений: пустой, открытый, незаполненный, а также лишённый растительности (о человеке — безбородый или лысый). В диалектах «полой» называли водопойное место или низину, заливаемую водой. Прозвище Полой могли дать человеку с высоким голосом («полый» — звонкий, как пустой сосуд), либо тому, кто жил на пустоши или у полоя. Встречается и глагол «полоть» — вырывать сорняки, но он дал бы форму Полотых, а не Полоных.

География фамилии тяготеет к Русскому Северу и Сибири. Тип на -их/-ых традиционно закрепился в Архангельской, Вологодской, Вятской губерниях, а затем с переселенцами ушёл за Урал. Встретить Полоных можно в старых метрических книгах Пермской и Тобольской губерний. В центральных и южных областях России такая форма почти не встречается — там преобладали фамилии на -ов.

Сравнение с однокоренными фамилиями даёт картину: Полухин, Полуянов, Половинкин — все они образованы от имён или прозвищ, но по другим моделям. Полоных стоит особняком: суффикс -ых указывает на коллективную принадлежность, а не на отдельного человека. Это значит, что в XVII–XVIII веках предки носителя фамилии составляли отдельную крестьянскую или посадскую семью, которую в документах записывали как «Полоные» — и форма закрепилась без изменений.

Сегодня фамилия остаётся малочисленной. По базам данных ЗАГС и телефонным справочникам, Полоных встречается единично в Свердловской, Тюменской областях и в Красноярском крае. Встречаются варианты написания с одной «н» — Полоных, но это скорее ошибка переписчиков, чем отдельная ветвь.