Фамилия Полысаев происходит от прозвища Полысай, которое восходит к просторечному глаголу «полысать» — «сильно бить, хлестать». Так могли прозвать забияку или вспыльчивого человека, чей характер выдавал склонность к резким поступкам. Модель образования простая и типичная для русских фамилий: к основе на -ай добавили патронимический суффикс -ев, и получилось отчество, закрепившееся за потомками.

Но у этой фамилии есть и вторая, не менее любопытная версия, связанная с топонимикой. В Кемеровской области, на правом берегу реки Ини, притока Оби, стоит город Полысаево. Его история напрямую переплетается с носителями фамилии. Впервые селение упоминается в документах середины XVIII века, и уже тогда оно носило название Полысаево. Из архивных данных следует, что имя деревне дали по фамилии первых крестьян-переселенцев из Европейской России — Полысаевых. Первыми жителями были вольные крестьяне и государственные чиновники, отправленные в Сибирь по указу.

Так что перед нами редкий случай, когда фамилия и топоним не просто совпали, а образовали замкнутый круг. Выходит, что в основе лежит всё-таки прозвище Полысай, данное одному из предков. Уже от него пошла фамилия, а от фамилии — название сибирского села, которое со временем выросло в город. Статус города Полысаево получил 30 октября 1989 года, и сейчас это центр угледобычи, расположенный в 9 км к югу от Ленинска-Кузнецкого и в 105 км от Кемерова.

Если сравнивать обе версии, то прозвищная кажется более убедительной для объяснения корня. Топонимическая версия не отменяет первую, а лишь подтверждает её: без прозвища Полысай не было бы ни фамилии, ни названия деревни. В ономастике такие случаи, когда фамилия первопоселенца даёт имя географическому объекту, хорошо известны, и Полысаево — наглядный пример.