Фамилия Полуянская — редкий пример того, как полная форма притяжательного прилагательного с суффиксом -ск- закрепилась за потомками человека, которого в быту звали уменьшительным именем Полуян. В основе лежит производная форма канонического мужского имени Полиен, которое восходит к греческому слову со значением «многохвальный». Имя это в христианской традиции почитается дважды: известны святой мученик Полиен-пресвитер, чья память приходится на 1 июня, и мученик Полиен, поминаемый 31 августа.

Сама модель образования указывает на то, что фамилия поначалу отвечала на вопрос «чей?» и означала «принадлежащий Полуяну», то есть сын, жена или работник человека с таким именем. Суффикс -ск- в русской ономастике чаще встречается у фамилий, образованных от географических названий, но здесь он работает иначе: он оформил прозвание по отцу в дворянскую или шляхетскую форму. Это не значит, что род был знатным. Скорее всего, основатель Полуянских происходил из простого сословия, а окончание -ая закрепилось под влиянием западнорусской традиции, где фамилии на -ский/-ская носили не только дворяне, но и крестьяне, мещане и духовенство.

География бытования фамилии подтверждает её западное происхождение. В архивах белорусского общества «Мемориал» записан поляк Полуянский Иван Якубович, родившийся в 1894 году в деревне Медники Виленской губернии. Из архивов красноярского общества «Мемориал» известен Полуянский Михаил Иванович, рождённый в 1889 году в Ковенской губернии, Паневежском уезде. Обе записи указывают на территорию бывшего Великого княжества Литовского, где имя Полиен в народной речи легко превращалось в Полуяна, а фамилии на -ский были распространены у католического и православного населения одинаково широко.

Интересно, что в русском языке имя Полиен дало и другие фамилии — Полиенов, Полуянов, Полуянцев. Форма Полуянская выделяется на их фоне именно окончанием, которое в старых документах могло писаться через -ой: Полуянской. Такое написание встречается в метрических книгах и ревизских сказках, и оно лишний раз подчёркивает, что фамилия застыла в форме женского рода, но при этом обозначает и мужчин, и женщин рода. В современном употреблении ударение чаще всего падает на второй слог — Полуя́нская, хотя в говорах северо-запада можно услышать и вариант с ударением на третий.

Сведений о знаменитых носителях фамилии в открытых источниках нет, и это нормально для фамилии, которая всегда оставалась редкой. Зато архивные записи «Мемориала» дают живую картину: Полуянские жили в деревнях, носили простые имена Иван, Михаил, Якуб, и, судя по вероисповеданию, записанному как «поляк», принадлежали к католической традиции. Сама фамилия при этом звучит по-русски и по-белорусски одинаково органично, что лишний раз говорит о пограничье, где формировался род.