Фамилия Полтавцев напрямую связана с названием украинского города Полтава, но не через простую географическую привязку, а через прозвище, которое давали человеку, долго жившему в этих местах или выходцу оттуда. Такой человек получал прозвище Полтавец, а его потомки, отвечая на вопрос «чей вы будете?», становились Полтавцевыми. Суффикс «-ев» в фамилии указывает на принадлежность к роду: буквально «сын Полтавца».

Сама Полтава — город с богатой историей, которая оставила след в документах. Впервые она упоминается в 1173 году в «Слове о полку Игореве», что делает её ровесницей многих древнерусских городов. Дальнейшая судьба этих земель была непростой: до 1569 года город входил в состав Великого княжества Литовского, затем перешёл под власть Польши, а с 1667 года окончательно оказался в составе Российской империи. Для истории фамилии важнее другое: в этих краях веками жили люди, и прозвище «полтавец» могло закрепиться за переселенцем, который перебрался в великорусские губернии, но сохранил память о малой родине. Такой человек, обосновавшись на новом месте, получал устойчивое прозвище по месту прежнего жительства — распространённый способ идентификации в среде крестьян и посадских людей.

Отдельного упоминания заслуживает Полтавская битва 8 июля 1709 года, когда армия Петра I разгромила шведские войска Карла XII. Это событие сделало название города известным по всей России. Возможно, часть носителей фамилии получила её не из-за долгого проживания в городе, а из-за участия предков в тех событиях или службы в полках, расквартированных в Полтавской губернии. Однако эта версия менее вероятна: прозвища по месту жительства возникали стихийно и задолго до громких сражений, а вот массовое закрепление фамилий в среде бывших крепостных крестьян произошло уже в XIX веке, когда память о битве была ещё свежа, но сама Полтава уже стала обычным губернским городом.

Словообразовательная модель фамилии типична для русского ономастикона: основа «Полтав-» (от названия города) плюс суффикс принадлежности «-ец» в прозвище и «-ев» в фамилии. Интересно, что фамилия Полтавцев встречается реже, чем её «братья» по модели — Полтавский или Полтавец. Это говорит о том, что она закрепилась в конкретных родах, где прозвище предка не переоформили в более «дворянский» вариант с суффиксом «-ский», а оставили в народной, патронимической форме. По сути, фамилия Полтавцев — это живое свидетельство того, как человек из украинских земель становился частью русского крестьянского или мещанского сословия, сохраняя в своём родовом имени память о далёком городе, где жили его предки.