Фамилия Полунцева — женская форма фамилии Полунцев, и её происхождение стоит искать в прозвище или имени, которое легло в основу мужского варианта. Словообразовательная модель здесь проста: суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного) указывает на принадлежность: «сын Полунца» или «из рода Полунца». Сама основа — «Полунец» — звучит как уменьшительно-ласкательная форма, образованная с помощью суффикса -ец.

Корень «пол-» в русских фамилиях чаще всего связан с именем Полиевкт (греческое «многожданный»), но в народной речи оно сокращалось до Полуй, Полун, Полуня. Отсюда и Полунец — как, скажем, Иванец от Иван. Однако есть и другая, более бытовая версия: прозвище Полунец могли дать человеку, который «полунил» — то есть занимался полевой работой, особенно жатвой или уборкой урожая (от диалектного «полунить» — сжинать, собирать). В таком случае фамилия указывала бы на занятие предка, на его связь с землёй.

Версия с именем выглядит правдоподобнее, потому что суффикс -ец в прозвищах часто образовывал именно патронимы (указание на отца), а не названия по профессии. Тем более что фамилии на -унцев (от Полун) и -унцев (от Полуня) встречаются реже, чем на -унцев, что говорит о локальном, а не массовом распространении. Географически фамилия Полунцев (и Полунцева) тяготеет к южнорусским областям — Курской, Воронежской, Ростовской, где были сильны диалектные формы имён и прозвищ.

В дворянские родословные книги эта фамилия, скорее всего, не попала: суффикс -ец и отсутствие «-ский/-цкий» указывают на крестьянское или мещанское происхождение. Носитель фамилии Полунцева может считать, что его предок в XVI–XVII веках был либо крестьянином по имени Полунец (уменьшительное от Полуй), либо человеком, которого в деревне прозвали за какой-то обычай или внешность.