Родился 16 сентября 1828 года в Тверской губернии, где отец его, действительный статский советник Алексей Маркович, долгое время был губернским предводителем дворянства; мать же его, Варвара Дмитриевна, урождённая Киселёва, была родной сестрой графа Павла Дмитриевича Киселёва. Отданный, десяти лет, в Пажеский корпус, Полторацкий, по окончании его курса в 1846 г. был произведён в первый офицерский чин и выпущен в 79-й Куринский (тогда Егерский генерал-адъютанта князя M. С. Воронцова) пехотный полк, стоявший на Кавказе. 10 декабря того же года Полторацкий прибыл к месту служения, а через пять дней ему уже пришлось участвовать в деле с горцами и командовать цепью. В начале 1847 года, Полторацкий за храбрость, оказанную при истреблении аула Дубы, был произведён в подпоручики; вообще же за время своей службы на Кавказе (1846—1854 гг.) он получил исключительно за боевые отличия все чины до майора включительно и ордена св. Анны 4-й степени с надписью «за храбрость», св. Анны 3-й степени с бантом, золотую шашку с надписью «за храбрость» (за дела 7 и 8 февраля 1851 г.) и 15 апреля 1855 г. орден св. Георгия 4-й степени за № 9590:
Последний орден был им получен в кампанию 1853—1855 гг. за бой при Чолоке 4 июня 1854 года, когда Полторацкий, под которым была убита лошадь, уже раненый навылет пулей в ногу, первым взобрался на неприятельскую батарею и взял с бою два орудия, а затем, с своей ротой, бросился на другую батарею, был ранен пулей в живот, но не остановился до тех пор, пока в третий раз не был ранен в левую руку. Окончательно обессилев, он был отнесен своими солдатами на перевязочный пункт. Из его роты, в строю осталось лишь 12 человек. Вскоре после этого, в 1855 году, в Петербурге, он женился на Софии Дмитриевне Левшиной и хотел было вернуться на Кавказ, так как тогдашний главнокомандующий князь Барятинский предлагал ему при себе должность адъютанта, но по желанию жены остался в Санкт-Петербурге, а затем, в 1862 г., вышел в отставку и занял должность предводителя дворянства, которую и исполнял в течение двух трехлетий и здесь принял весьма деятельное участие по введению новых судебных установлений.
В 1869 году Полторацкий снова поступил в военную службу и был назначен состоять в распоряжении Туркестанского генерал-губернатора К. П. фон Кауфмана. За время службы в Туркестане Полторацкий принимал участие во взятии Шахрисябза и в Хивинском походе 1873 г. и получил за боевые отличия чины подполковника (1870 г.) и полковника (1873 г.), а также ордена св. Анны 2-й степени и св. Станислава 2-й степени с мечами.
По возвращении Полторацкого из Туркестана в 1874 г., ему было поручено формирование Крымского эскадрона, впоследствии преобразованного в дивизион. В 1877 г. он был назначен командиром Чугуевского уланского полка, с которым и сделал Турецкую кампанию 1877—1878 гг. Находясь в Дунайской армии, он принимал участие во многих сражениях, за что и получил ордена св. Владимира 4-й и 3-й степени с мечами и бантом.
По заключении мира, Полторацкий был назначен состоять в распоряжении наместника Кавказского Великого Князя Михаила Николаевича и таким образом снова вернулся на Кавказ, но прослужил здесь недолго. В 1882 году произведённый в генерал-майоры, он вскоре, ввиду крайнего расстройства своего здоровья, вышел в отставку.
В течение своей боевой службы Полторацкий участвовал не менее 200 раз в делах против горцев и турок. Начиная со времени выпускных экзаменов в Пажеском корпусе и до последних дней своей жизни Полторацкий вел дневник, составивший 27 больших томов. Отрывки из него, полные самого живого интереса, были напечатаны в «Историческом Вестнике» за 1893 год, №№ 1—10. Последние годы своей жизни Полторацкий сильно страдал от полученных им при Чолоке ран, которые часто открывались. Он скончался 16 августа 1889 г. Тело его отвезено в Бахчисарай и там погребено в Успенском монастыре.