Полина Филоненко родилась 10 августа 1986 года в спальном районе Ленинграда в семье рабочих местного завода. Внешняя привлекательность Полины подвигла родителей еще в девятилетнем возрасте отдать ее на театральное отделение Охтинского центра гуманитарно-эстетического воспитания, где Полина освоила основы актерского мастерства. Утвердившись в желании стать актрисой к окончанию школы, Полина Филоненко выбрала для обучения театральный институт "Школа русской драмы им. И.О. Горбачева". Во время обучения в институте Полина сыграла в спектаклях "Жестокие игры", "Последнее", "Легкое дыхание", "Галя Ганская".На четвертом курсе института Полина прошла пробы на "Ленфильме" и получила роли сразу в двух фильмах - "Преступление и наказание" (2007) по Ф.М. Достоевскому (режиссер Дмитрий Светозаров) и "Яр" (2006) по Сергею Есенину (режиссер Марина Разбежкина). Юной актрисе удалось воплотить на экране два сложных и драматичных образа - Сонечку Мармеладову и деревенскую девушку Липу, покончившую жизнь самоубийством. Съемки у Дмитрия Светозарова стали настоящим испытанием для Полины, но и многому научили ее, добавив актерского опыта.После этого дебюта Полина Филоненко уверенно вошла в мир большого кинематографа. Отказываясь от съемок в сериалах, дабы не стать лицом примелькавшимся, она выбирает в основном полнометражные картины. Съемки в фильме молодого режиссера Валерии Гай-Германики "Все умрут, а я останусь" (2008) сделали ее кумиром современных подростков. Фильм имел успех на международных фестивалях в Канне и Мюнхене, а на Европейском кинофестивале в Брюсселе Полина Филоненко была удостоена Премии за лучшую женскую роль наряду с партнершами по фильму Агнией Кузнецовой и Ольгой Шуваловой.Также Полина снялась в фильмах на военную тему "Я вернусь"(2008) и "Олимпиус Инферно" (2009). Кроме того актриса сыграла главные роли в фильмах "Я покажу тебе Москву" (2009), "Женщина-зима" (2009), "Терапия любовью" (2010), "Любовь без правил" (2010).
