Фамилия Полтанкинов — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано не с профессией или внешностью, а с бытовой ситуацией или манерой поведения. В ней хорошо просматривается глагольная основа «полта́нкивать» — то есть делать что-то вяло, не спеша, с ленцой или перерывами. В русских говорах «полтанкивать» означало «пританцовывать, подпрыгивать, семенить», но чаще — «работать спустя рукава, через пень-колоду». Соответственно, Полтанкин — человек, который всё делает медленно, с остановками, либо тот, кто «полтанкивает» ногами от нетерпения или привычки.

Суффикс -ов указывает на стандартную русскую патронимическую модель XVI–XVII веков: Полтанкинов — «сын Полтанкина». Сама фамилия образована от прозвища Полтанка, которое могло звучать пренебрежительно-ласкательно (как Ванька, Петька). Форма на -ин здесь не случайна: основа на -а даёт суффикс -ин, но в данном случае мы видим наращение -ов, что встречается в северных и сибирских говорах, где фамилии на -ов нередко вытесняли старые -ин.

Географически фамилия тяготеет к Вологодской и Архангельской областям, а также к бывшим северным уездам Костромской губернии. В этих краях слово «полтанкивать» фиксируется диалектологами в значении «прихрамывать, ковылять» — тогда прозвище могло относиться к человеку с хромотой или неровной походкой. Вторая, менее вероятная версия связывает основу с тюркским «полтан» (балта — топор) через диалектное «полта» — обрубок, но это требует натяжек: суффикс -анк- в таком случае необъясним.

Сословно фамилия крестьянская: ни в дворянских родословных, ни в купеческих гильдиях Полтанкиновых не зафиксировано. В XIX веке носители встречались среди государственных крестьян и однодворцев южных уездов, куда переселенцы с севера принесли своё прозвище. Сегодня фамилия крайне редка — по открытым данным, её носит не более нескольких десятков человек в России.