Гагарина е родена на 27 март1987 г. в Москва, СССР, но прекарва голяма част от младините си в Гърция. Майка ѝ е балерина. През 1993 г. умира баща ѝ, и майка ѝ решава да се преместят в Русия. Скоро след това се връщат в Гърция и се установяват в Атина. След като завършва средното си образование, Полина заминава при баба си в Саратов.
Полина Гагарина на Евровизия 2015 г.
През 2003 г. Гагарина решава да участва във втория сезон на „Фабрика звёзд“ – музикално предаване за млади таланти. Изпълнява няколко песни на Максим Фадеев и печели състезанието, но отказва да работи с него след победата. След това е поканена да участва в групата „Playgirls“. Формацията получава договор от лейбъла „ARS Records“, но в крайна сметка се разпада.
През 2005 г. участва в латвийския конкурс „Jaunais Vilnis“ и заема третото място. По-късно издава синглите „Колыбельная“, „Morning“, „Я твоя“, „Я помню“ и „Я тебя не прощу никогда“. Дебютният ѝ албум „Попроси у облаков“ е издаден през 2007 г.
През 2009 г. Гагарина издава „Кому, Зачем?“ с руската певица Ирина Дубцова. През март 2010 г. издава втория си албум „О себе“.
На 9 март 2015 г. става ясно, че тя ще представя Русия на Евровизия 2015. Нейната песен „A Million Voices“ („Милион гласове“) завършва на второ място. На 25 юли пее закриващата песен след жребия за квалификациите за Мондиал 2018, който се провежда в Русия. Става ментор в шоуто за таланти „Голос“ в 4 и 5 сезон. През същата година изпълнява главната музикална тема в руско-украинския биографичен филм за съветската снайперистка Людмила Павличенко „Битката за Севастопол“ – кавър версия на песента на „Кино“ „Кукувица“.
На 25 август 2007 г. се омъжва за руския актьор Пьотър Кислов.[2] Гагарина ражда момче на 14 октомври 2007 г.[3] Двамата се развеждат на 31 март 2010 г.[4] Сключва брак с фотографа Дмитри Исхаков на 9 септември 2014 г.[5] През април 2017 г. ражда дъщеря си Мия.
.jpg)
