Фамилия Полтарыгин — одна из тех, чья форма сразу бросается в глаза: суффикс -ыгин встречается в русских фамилиях гораздо реже, чем привычные -ов, -ев или -ин. Этот суффикс характерен для северных и северо-восточных регионов России, особенно для Вятской, Пермской и Архангельской губерний. Он образует фамилии от прозвищ, оканчивающихся на -ыга: Полтарыга, Косорыга, Болдыга. То есть Полтарыгин — буквально «сын Полтарыги» или «человек из рода Полтарыги».

Основа фамилии — слово «полтарыга» — скорее всего, диалектное прозвище. В русских говорах «полтарыга» могло означать человека невысокого роста, коренастого, плотного. Есть версия, что это прозвище связано с числительным «полтора»: так могли назвать человека, который делал всё наполовину, не доводил дело до конца, или, наоборот, того, кто работал не в полную силу, «в полторы руки». В ономастике такая модель образования от меры или числа встречается: ср. фамилии Полторак, Полторацкий, Полутин.

Встречается и другая трактовка: «полтарыга» могло быть ироничным прозвищем для человека, который постоянно перебивал, «перетыкал» речь, то есть от глагола «тырить» (в значении «совать, втыкать»). Однако эта версия менее убедительна, так как основа «тыр» в прозвищах обычно даёт фамилии типа Тырин, Тыркин, а не Полтарыгин.

Географически фамилия Полтарыгин редкая и локальная. По данным переписей и телефонных справочников, её носители в основном сосредоточены в Кировской области (бывшая Вятская губерния), а также в Пермском крае и Удмуртии. Это подтверждает севернорусский суффикс и диалектный характер прозвища. В дореволюционных метрических книгах Полтарыгины встречаются среди государственных крестьян и мещан — то есть это не дворянская, а крестьянская или посадская фамилия.

Интересно, что фамилия не имеет вариантов с другим суффиксом (Полтарыгин, а не Полтарыгов или Полтарыгинский). Это говорит о том, что прозвище закрепилось в документах именно в форме «Полтарыга» и не переосмыслялось в более стандартные модели. Для потомка, ищущего свои корни, это важная зацепка: регион поиска — северо-восток Европейской России, а занятие предка — скорее всего, крестьянский труд, а не ремесло или служба.