Музикалната ѝ кариера започва, когато е едва 4-годишна. През 1995 г. става първият член на току-що сформираната детска вокална група „Бон-бон“. Нейният първи продуцент и вокален педагог е Рози Караславова. В продължение на шест години Генова е водеща на детското шоу. Тя си партнира с големи имена от българската поп сцена като Георги Христов, Йорданка Христова и Нели Рангелова. С Нели Рангелова „Бон-бон“ участват на „Златния Орфей“ и печелят специалната награда на БНТ.[1]
Четири пъти участва на българския финал за Евровизия – през 2005 г. и 2006 г. с „Мелъди“, а впоследствие през 2009 г. и 2011 г. като самостоятелен изпълнител. През 2011 г. нейната песен „На инат“ печели правото да участва на Евровизия 2011 в Дюселдорф.
Генова излиза във втория полуфинал под номер 10, но не успява да се класира за финала. Завършва на 12 място заедно с представителките на Словакия „Туинс“ с 48 точки, като само шест точки я разделят от участие на финала. По-късно става ясно, че е завършила на 12 място при журитата и на 14 място при зрителския вот.[2]
Беквокалистка е и на ТВ шоуто „На инат“.
Нарастваща популярност
През 2011 г. Генова е член на журито в първия сезон на музикалното шоу „Екс Фактор“. В реалити шоуто тя е треньор на групите. През същата година озвучава една от главните героини Смърфиета в дублажа на филма „Смърфовете“. Става рекламно лице на Макдоналдс.[3]
През 2013 година участва в реалити шоуто „Музикална академия“, където почти винаги заема първите места в седмичните класирания. В края на сезона печели първото място в конкуренцията на Дичо Христов, Георги Кючуков и Кичка Бодурова.
През февруари 2016 година БНТ избира Поли Генова за представител на България на Евровизия 2016, където тя участва с песента „If Love Was a Crime“. След като е класирана като един от десетте участници в своя полуфинал,[5] тя завършва на 4 място на финала след Украйна, Австралия и Русия, рекордно класиране за България до 2016 година.[6]