Полина Александровна Емельянова родилась 25 декабря 1906 (6 января 1907) в Мелитополе (ныне Запорожской области Украины), в мещанской семье. В 1923 году окончила балетную школу Е. И. Мейнгардт со свидетельством «Акробатичка. Солистка балета».
В 1925 году начинает работать в Передвижном театре оперетты И. В. Черномора, затем переходит в опереточную труппу Леонидова, работавшую на Северном Кавказе (амплуа каскадной актрисы). В 1930—1931 годах работала в драматической труппе Севастополя. С 1932 года Емельянова — балерина передвижной опереточной труппы, гастролировавшей в Минске, Витебске, Николаеве, Полтаве и в 1933 году ставшей основой труппы Свердловского театра музыкальной комедии, амплуа — субретка, также исполняла характерные роли.
П. А. Емельянова сыграла все основные роли своего амплуа в классических опереттах, привлекая танцевальностью, легкостью и задором. Она обладала чувством комического, умела создавать острые, живые, часто гротекстные сценические характеры. Полина Емельянова и ее муж, актёр Свердловского театра музыкальной комедии Анатолий Маренич, были одним из самых ярких творческих дуэтов театра.
Полина Емельянова скончалась 3 марта 1983 года в Свердловске. Похоронена на Широкореченском кладбище.