Фамилия Полюдовкина — женская форма, а её основа, мужская фамилия Полюдовкин, образована по редкой и интересной модели. В ней соединились сразу два суффикса: патронимический -ов- и уменьшительно-притяжательный -кин. Такая двойная конструкция встречается нечасто и указывает на особый путь возникновения: сначала от прозвища или имени образовали фамилию на -ов (Полюдов), а затем от неё — «внуковскую» форму на -кин, то есть «внук Полюдова». Это типично для северных и центральных русских говоров, где любили уточнять родство через поколение.

Корень фамилии — Полюд. В древнерусском языке слово «полюдье» означало ежегодный объезд князем или его дружиной подвластных земель для сбора дани. Человек по прозвищу Полюд мог быть либо участником такого объезда, либо сборщиком податей, либо просто человеком, который «ходит по людям» — общительным, бывалым. В словаре древнерусских личных имён С. Б. Веселовского упоминается Полюд — реальное лицо XV века, что подтверждает бытование этого прозвища. Вторая версия, менее вероятная, связывает основу с именем Полиевкт (в народном произношении Полюевкт), но упрощение до Полюд маловероятно для такой сложной формы.

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Вятке. В метрических книгах XIX века Полюдовкины встречаются в Сарапульском уезде Вятской губернии и в соседних уездах Пермской губернии. Это регионы, где активно развивалось горнозаводское дело и торговля, и где фамилии с двойными суффиксами не были редкостью из-за плотности однофамильцев — нужно было точнее обозначать семью.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, Полюдовкин стоит особняком. Полюдов, Полюдовский, Полюдин — все они происходят от того же корня, но суффикс -кин в Полюдовкине указывает на более позднее и локальное образование. Носительницы этой фамилии, скорее всего, происходят из крестьянской или мещанской среды Вятской губернии, где в XVIII–XIX веках окончательно закрепились такие трёхступенчатые фамилии.