Фамилия Полтырев образована от прозвища или нецерковного имени Полтырь. Основа здесь — слово «полтырка» или его диалектные варианты. В русских говорах «полтырка» означала половину чего-либо, часто половину рубля или другой меры. Однако более вероятно, что прозвище Полтырь давали человеку небольшого роста или щуплого телосложения — как бы «половинку» от нормального мужчины. Суффикс -ев указывает на принадлежность: «Полтырев» буквально значит «сын Полтыря».

Модель образования типична для русских фамилий XVI–XVII веков: от прозвища на твёрдый согласный прибавляли -ов или -ев. Вариант с -ев, а не -ов, подсказывает, что основа оканчивалась на мягкий или шипящий звук. В имени Полтырь конечный звук «рь» мягкий, отсюда и суффикс -ев. Такая фамилия могла закрепиться в северных и центральных губерниях, где бытовало слово «полтырка» и его производные.

Стоит заметить, что Полтырев — фамилия редкая. В дореволюционных источниках она почти не встречается, что говорит о её локальном происхождении. Возможно, предки носителя фамилии жили в одной волости или деревне, где прозвище закрепилось за целым родом. Никаких известных дворянских родов с такой фамилией нет — скорее всего, Полтыревы были крестьянами или посадскими людьми.

Другая, менее правдоподобная версия связывает основу с тюркским словом «болтыр» — «мутный, взбаламученный». Но для русского уха такое заимствование маловероятно: фамилия явно сложилась на русской почве, а не через татарское влияние. К тому же в русских говорах «полтырь» встречается именно как бытовое обозначение половины.

Итак, Полтырев — фамилия-прозвище, которая указывает на внешность или размеры первого носителя. Человек по прозвищу Полтырь был, видимо, невысоким или худощавым, а его дети и внуки стали Полтыревыми.