Polina Vladimirovna Maksimova est née dans une famille d'acteurs, Vladimir et Svetlana (Lana) Maksimov.

Elle a étudié au gymnase dans une classe de sciences humaines. Elle a commencé à jouer à l'école, dans le cercle théâtral de L. I. Sobolev. En 2010, elle est diplômée de l'École supérieure de théâtre Chtchepkine (cours de Nikolai Afonine). Le travail de diplôme de Polina était le rôle de Larissa Ogoudalova dans la pièce « La Fille sans dot », plus tard elle a joué Geneviève dans une pièce basée sur la pièce de Claude Magnier « Blaise ». Elle a commencé à tourner au cinéma pendant ses études — le rôle de Natalia Kvitko dans la série télévisée « Prends-moi avec toi ». Ensuite, Polina Maksimova a joué dans des films tels que « Deux histoires d'amour » (réal. M. Malitch), « L'Amour sur le foin » (réal. V. Tchikov, S. Kouribanov, A. Saïdokha), « Les Ailes de l'ange » (réal. M. Malitch). Les premiers rôles de Polina ont eu lieu au théâtre, d'abord une pièce de diplôme, puis la pièce « Blaise », après quoi les réalisateurs de cinéma l'ont invitée dans les séries télévisées « Les Bombiles » (la fille du garde-chasse ; réal. A. Kalouguine) et « Raskrutka » (l'amie de Krainova ; réal. E. Anachkine). Enfin, elle a reçu une invitation pour un rôle principal dans la série télévisée « Le Dernier Cordone » (réal. A. Kopeïkine), et en 2009 — dans la série télévisée « Deux Anton » (réal. L. Mazor).

En 2012, dans le numéro de juillet de « Maxim », une séance photo de Polina Maksimova a été publiée. D'avril 2015 à décembre 2023, elle a été animatrice de l'émission « Du cinéma comme ça » sur « TNT ».

En septembre 2015, elle a tourné dans le clip de la chanson « Folle », dont l'auteur est son partenaire de la série « Les Filles » Alexeï Vorobiov. En 2016, elle a tourné dans le clip d'Alexeï Vorobiov pour la chanson « La Plus Belle », et en 2017 — dans son clip pour la chanson « Je t'aime ».