Фамилия Полюцкая — женская форма фамилии Полюцкий, и её происхождение стоит искать в географическом или прозвищном корне. Скорее всего, в основе лежит название населённого пункта — Полец, Полюцк, Полюцкое или похожее. Такие фамилии на -ский/-цкий традиционно указывали на выходца из определённого места: предок мог быть «полюцким», то есть из Полюцка или Полюц. Подобная модель характерна для шляхетских и дворянских фамилий Речи Посполитой, а затем и Российской империи, но со временем она распространилась среди всех сословий, особенно в западных губерниях — на территории современной Беларуси, Украины и Смоленщины.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с древнерусским словом «полюдье» или «полюдье» (сбор дани), но тогда фамилия скорее имела бы форму Полюдский или Полюдов. Суффикс -цкий указывает на прилагательное от топонима, а не на прямое прозвище по занятию. Сравните с фамилиями Островский, Зарецкий, Полецкий — все они тяготеют к местности.

Фамилия редкая, в списках массовых фамилий XIX–XX веков почти не встречается. Это говорит о том, что носители Полюцких могли быть сосредоточены в одном регионе или принадлежать к небольшому роду. В современной России и Беларуси фамилия фиксируется эпизодически, в основном в западных областях. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Полю́цкая, что типично для фамилий на -цкий.

Если рассматривать этимологию самого топонима Полюцк, он мог восходить к личному имени или прозвищу Полюта (уменьшительное от Полиевкт или Полуект) либо к слову «полюс», но в славянской ономастике такие заимствования для названий поселений нехарактерны. Поэтому наиболее правдоподобная версия — от названия реки, ручья или поля с корнем «пол-» (открытое место), что дало множество топонимов вроде Поле, Поляны, Полюги.