Фамилия Полуднева образована от прозвища Полудень, и её корень — не в астрономическом времени, а в географическом или бытовом названии. Слово «полудень» в русских говорах означало не только середину дня, но и юг (южное направление), а также южный ветер. Человек по прозвищу Полудень мог жить в южной части села, работать на южном склоне поля или даже быть тем, кто указывал дорогу по солнцу. В некоторых диалектах «полудень» — это и обеденный отдых, и призрак, являющийся в полдень, но для фамилии вероятнее бытовое или топографическое значение.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Полуднев — сын или потомок Полудня. Это типичная патронимическая модель для русских фамилий, но с необычной основой. В отличие от распространённых «временных» фамилий (Вечеров, Утренев), у Полуднева есть чёткая привязка к местности. Б. Унбегаун в «Русских фамилиях» относит подобные образования к группе прозвищ по сторонам света, хотя и не приводит Полуднева в качестве примера. Однако аналогии — Западнов, Северов — подтверждают модель.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным регионам России, особенно к Архангельской, Вологодской и Кировской областям. Там слово «полудень» в значении «юг» было в ходу до XX века. В переписных книгах XVII века встречаются крестьяне с прозвищем Полудень, но фамилия Полуднев оформилась позже, в XVIII–XIX веках, когда прозвища стали передаваться по наследству. В некоторых говорах закрепился вариант Полуденный, но форма на -ев осталась основной.

Интересно, что фамилия Полуднева — женская форма, а мужская — Полуднев. В документах и архивах оба варианта фиксируются с XVIII века, но массово распространились только после отмены крепостного права, когда крестьянам начали присваивать фамилии по прозвищам. Носительница фамилии Полуднева, скорее всего, происходит из семьи, где предка называли Полуднем за то, что он жил на южной окраине деревни или работал в полдень, когда другие отдыхали. Споров о происхождении немного: версия с «полуденным отдыхом» менее убедительна, так как прозвища по времени суток обычно давали по характерному действию (Вечеров — тот, кто работает вечером), а не по абстрактному понятию.