Фамилия Полтарыхина — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не профессия, а мера веса, объёма или счёта. Корень здесь — «полтарых», то есть полторы единицы чего-то. В старину так могли назвать человека, который родился весом в полтора пуда (около 24,5 кг) — крупного младенца, или того, кто за что-то платил полторы цены. Но есть и другая, более бытовая версия: прозвище Полтарых давали человеку невысокого роста или щуплому, иронично — мол, «на полтора человека не тянет». В русских говорах слово «полтарых» фиксировалось как шутливое обозначение малорослого или слабосильного мужика.

Словообразовательная модель фамилии — суффикс -ин, который в русской ономастике указывает на принадлежность: «чей сын?» — Полтарыхин, то есть сын Полтарыха. Женская форма Полтарыхина — это либо жена, либо дочь того самого Полтарыха. Фамилия относится к типично русскому типу на -ин, который в северных и центральных губерниях встречается чаще, чем на юге, где преобладали фамилии на -ов/-ев.

Географически фамилия Полтарыхин (и её женский вариант) тяготеет к старым русским регионам: её корни, скорее всего, в Вятской, Пермской или Костромской губерниях. Там охотно использовали бытовые прозвища, основанные на измерениях — «пудовик», «полтарых», «четвертак». В сословном смысле это однозначно крестьянская или мещанская фамилия: дворяне брали фамилии по именам вотчин или по церковным канонам, а такие «измерительные» прозвища — из народной среды.

Сравните с однокоренными: Полторацкий — уже дворянская, «облагороженная» форма через суффикс -цкий, а Полтарыхин остался в простонародном варианте. Фамилия нечастотная, в современных справочниках встречается единично, что делает её ценной для тех, кто ищет не «массовую» историю, а конкретную, с бытовым и даже ироничным оттенком.