Polina Semionova è nata a Mosca nel 1984. Ha studiato alla scuola di ballo del Bolshoi a Mosca. Si è laureata nel 2002 ed è entrata a fare parte del balletto dello Staatsoper di Berlino come principale quando aveva soltanto diciotto anni. Dal 2004 fa parte dello Staatballet di Berlino. Ha rivelato il suo eccezionale talento vincendo diversi premi in Concorsi Internazionali di balletto. Ha fatto un tour in Giappone come partner di Vladimir Malakhov danzando con lui La bella addormentata, Lo schiaccianoci, Coppelia, Giselle, Il lago dei cigni .
Il suo repertorio a Berlino include tra gli altri titoli:
Odette/Odile nel Lago dei cigni di Patrice Bart, Nikiya in La Bayadere di Malakhov, Marie in Schiaccianoci di Patrice Bart, Aurora nella Bella addormentata di Nureyev, Giselle di Bart, Romeo e Giulietta di John Cranko, Afternoon of a faun di Jerome Robbins, Manon di Kenneth MacMillan, Cenerentola nella versione di Malakhov, Sylvia di Frederick Ashton, Tatiana in Onegin di Cranko, Tersicore in Apollon Musagete di George Balanchine, l’assolo nel Balletto Imperial di Balanchine e ruoli principali in lavori moderni di Uwe Scholz (Ein Lindentraum) e Christian Spuck (this -).
Nel 2003 ha partecipato alla confezione del video musicale Demo, letzte Tag della popstar tedesca Herbert Grönemeyer. Tra i suoi partner: Vladimir Malakhov, Roberto Bolle, Igor Zelenskij, Denis Matvienko, Sergej Filin, Ronald Savkovic, José Manuel Carreño. Dal 2005 è Guest Artist alla Wiener Staatsoper. Tra i numerosi premi e riconoscimenti: Medaglia d’Oro al Concorso Internazionale 2001 di danza di Mosca; Primo premio al Concorso di danza Premio-Vaganova a San Pietroburgo 2002; Premio Junior al concorso internazionale 2002 di danza di Nagoya (Giappone); Premio “Daphne” del Theater Gemeinde, Berlino (2005); l’anno successivo il Premio della Critica di Danza tedesco “Future”; nel 2007 il Premio Cultura e il Premio “Dancer of the Year”.
Nell’ottobre 2010 ha interpretato Sylvia nel ruolo del titolo al Teatro dell’Opera di Roma.