Фамилия Полуянченко звучит как типичная украинская фамилия с суффиксом -енко, который указывал на происхождение от отца или предка. В буквальном смысле «Полуянченко» означает «сын Полуянка», а «Полуянок» — это уменьшительная форма от личного имени Полуян. Само имя Полуян — это народная, разговорная форма канонического имени Павел, возникшая в результате характерного для южнорусских и украинских говоров перехода «п» в «полу» (ср. Полуэкт, Полукарп). Иными словами, Полуян — это тот же Павел, но в бытовом, «опрощенном» варианте, который мог закрепиться за человеком в семье или общине.

Основа фамилии — Полуян — образована по продуктивной модели: к корню Павл- (через промежуточное Полу- и суффикс -ян) добавился типичный для украинской ономастики уменьшительно-ласкательный суффикс -к-, давший имя Полуянко. Затем, по патронимической модели, от этого имени образовали фамилию Полуянченко. Таким образом, первый носитель фамилии, скорее всего, был сыном человека по имени Полуянко (или Полуян), то есть внуком (или потомком) Павла.

Географически фамилия тяготеет к центральным и восточным областям Украины, особенно к Полтавщине и Черкасщине, где суффикс -енко традиционно доминировал. В России фамилия встречается реже, преимущественно в областях, граничащих с Украиной, или в местах переселения украинских крестьян в XVIII–XIX веках (Кубань, Слобожанщина, юг Воронежской губернии). Социально это почти наверняка крестьянская или казачья фамилия: в реестрах запорожского казачества и в переписях малороссийских полков нередко встречаются люди с именами Полуян, Полуянко.

Интересная деталь: в отличие от более частых фамилий на -енко от полных имен (Иванченко, Петренко), Полуянченко сохранила в основе именно уменьшительную форму. Это говорит о том, что прозвище или домашнее имя предка было настолько устойчивым, что вытеснило полное имя Павел в официальной записи. Встречаются варианты написания: Полуянченко, реже — Полуянченко (с ударением на второй или третий слог), а также однокоренные фамилии Полуян, Полуянов, Полуяненко. Все они восходят к одному корню — имени Павел в его народном украинском переосмыслении.