Фамилия Полтарев образована от прозвища или имени Полтарь, а точнее — от его притяжательной формы с суффиксом -ев. Основа здесь неочевидна на первый взгляд, и это тот случай, когда разбор слова даёт больше, чем простое указание на занятие предка.

Скорее всего, в основе лежит слово «полтарь» — так в южных и центральных русских говорах называли половину тари, то есть половину какой-то меры или ёмкости. В переносном смысле Полтарём могли прозвать человека невысокого роста (как бы «наполовину» от нормы) или того, кто постоянно делил что-то пополам, например, при торговле или дележе земли. Суффикс -ев указывает на принадлежность: Полтарев буквально означает «сын Полтаря» или «человек из рода Полтаря».

Менее вероятная, но возможная версия — связь с топонимом. В старых документах встречается село Полтары (например, в бывшей Полтавской губернии). Тогда фамилия могла закрепиться за выходцем из этого села, и её первоначальный смысл — «приехавший из Полтар». Но словообразовательная модель с суффиксом -ев типична именно для прозвищ, а не для географических названий (от них чаще образуют фамилии на -ский).

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» модель с суффиксом -ев от основ на мягкий согласный описана как одна из самых продуктивных для XVI–XVII веков. Это значит, что Полтарев — фамилия не поздняя, а вполне укладывающаяся в классический период формирования русских фамилий у крестьян и посадских людей. В дворянских родословных она не отмечена, что косвенно подтверждает её простонародное происхождение.

Интересная деталь: фамилия Полтарев встречается в основном в центральных и южных областях России, особенно в Воронежской и Тамбовской областях. Это согласуется с диалектной географией слова «полтарь» — оно было распространено именно в чернозёмной полосе. Так что предки носителя этой фамилии, скорее всего, были крестьянами или мелкими торговцами из тех мест, и прозвище закрепилось за ними по какой-то бытовой или внешней примете.