Фамилия Полтарыгина — женская форма фамилии Полтарыгин, и её разбор стоит начать с мужского варианта, потому что именно в нём скрыта загадка основы. Корень «полтар-» или «полторы-» сразу наводит на мысль о числительном «полтора» (половина второго). В русских фамилиях числительные встречаются, но редко, и обычно они указывают на прозвище, связанное с какой-то мерой, долей или физической особенностью.

Скорее всего, в основе лежит прозвище Полтарыга (или Полторыга). Такое могли дать человеку, который был невысокого роста — «полтора метра с кепкой», то есть недоросль, или, наоборот, очень высокому — «полторы сажени ростом». Однако в ономастике есть и другая, более бытовая версия: прозвище могло закрепиться за человеком, который постоянно имел дело с мерой «полтора», например, торговал в долях или отмерял товар неполными мерами. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) подобные модели разбираются на примере фамилий Шестаков (от «шестой») или Сорокин, но Полтарыгин стоит особняком — это не порядковое числительное, а дробное, что редкость.

Суффикс «-ин» указывает на принадлежность: Полтарыгин — «сын Полтарыги». Такая модель типична для прозвищ, оканчивающихся на -а/-я, и широко распространена в северных и центральных регионах России. Интересно, что форма «Полторыгин» встречается в документах XVII века (по данным исследователя С. Веселовского), что подтверждает: фамилия старая, не искусственная, а возникшая в крестьянской или посадской среде. Вариант с «а» (Полтарыгин) — результат аканья, то есть произносительной нормы, когда безударное «о» переходит в «а». Так что писать «Полтарыгин» или «Полторыгин» — это вопрос не ошибки, а диалекта предков.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским областям и Поволжью: там аканье исторически сильнее, и форма с «а» закрепилась в документах. Встречается она нечасто, что делает её ценной для локальной генеалогии. Носительницы фамилии Полтарыгина могут считать, что их предок — человек с необычным прозвищем, которое либо дразнило его ростом, либо намекало на особый склад ума или характера — «полтора ума», «полторы силы». В любом случае, это не фамилия от церковного имени или профессии, а яркое бытовое прозвище, которое сохранилось через века.