Фамилия Полубарьев — редкий пример, где прозвище строится не на отрицании, а на неполноте. В её основе лежит слово «полубарин»: так в народе называли человека, который по положению или достатку не дотягивал до настоящего барина, но и к крестьянам уже не относился. Мелкопоместный дворянин, разорившийся помещик, вольноотпущенный, живущий «на барскую ногу», но без средств, — все эти типы могли получить такую кличку. В отличие от фамилии Полубояринов, где приставка «полу-» сочетается с высоким титулом, здесь более бытовой и ироничный оттенок: «полубарин» — это не половина боярина, а человек, который только прикидывается или пытается быть барином.

Модель образования типична для русских фамилий: прозвище Полубарь (или Полубарин) плюс притяжательный суффикс -ев, указывающий на принадлежность («сын Полубаря»). Суффикс -ев, а не -ов, появляется из-за мягкой основы на -рь. Встречаются варианты написания через «о» — Полубояров, но Полубарьев — более прямая и менее облагороженная форма. Географически фамилия тяготеет к центральным и южным губерниям России, где социальное расслоение внутри одного сословия было особенно заметно и давало почву для таких метких прозвищ.

С точки зрения словообразования интересно, что основа сохранила ударение на втором слоге: Полуба́рьев. Это указывает на то, что прозвище произносилось как «полуба́р» (с ударением на «а»), а не как «по́лубарь». В ономастических работах Б. Унбегауна и В. Никонова подобные фамилии на «полу-» обычно разбираются как социальные характеристики, а не как этнические или профессиональные. Таким образом, предок носителя фамилии Полубарьев — скорее всего, человек, чей статус был двусмысленным: не крестьянин, но и не полноценный барин, что в условиях крепостной России было заметной и запоминающейся чертой.