Полина родилась в 1989 году в актерской семье. Дед, мама и папа не смогли реализовать свой актерский талант из-за сложной ситуации в стране во время перестройки. Мама Полины только в зрелом возрасте смогла устроиться в театр города Ногинска.
Когда Максимова точно для себя решила поступать в театральное, родители не стали отговаривать, только предупредили, что будет нелегко.
Полина подала документы в училище имени М.С. Щепкина и без труда поступила, однако потом жалела, что не попробовала свои силы в ГИТИС, МХАТ или «Щуку».
Во время обучения Полине было очень сложно, порой юная звезда порывалась бросить, потому что с педагогами были конфликты, которые не воспринимали девушку в серьез.
Первая роль в кино тоже далась нелегко, в плане отношения на съемочной площадке. В фильме «Возьми меня с собой» Полина сыграла дочь героини, на удивление коллеги отнеслись к начинающей звезде очень высокомерно. После такого опыта Полина всегда старалась помогать начинающим актерам.
Полина стала известной после выхода сериала «Деффчонки», она сыграла роль гламурной блондинки Лёли. После этого был ряд фильмов, где Максимова не выходила из роли глупенькой секс-бомбы. Многие пророчили актрисе не далекое будущее и навсегда закоренелый образ, но Полина обладает настоящим талантом, поэтому смогла показать и доказать зрителю, что может играть кого угодно.
В сериале «Охота на дьявола», «Обратный отсчет», в драме «Без меня» Полина ушла от амплуа блондинки, количество разноплановых ролей увеличивается, а Максимова всерьез заговорила о том, что хотела бы стать режиссером.
В одном интервью Полина призналась, что в начале карьеры ее красота сыграла с ней злую шутку, режиссеры пытались раздеть ее в каждом фильме.
Личная жизнь Максимовой всегда интересна прессе, так как она не отличается постоянством в 31 год Полина не замужем.
У Полины был опыт в сфабрикованном романе с Алексеем Самсоновым. Такой пиар-ход был придуман продюсерами ТНТ, где пара играли роль влюбленных, появлялись на телевидении и на тусовках.
Любовь с первого взгляда случилась у Полины с Олимпийским чемпионом по плаванию Никитой Лобинцевым, но из-за расстояния, Никита тренировался в Штатах, а Полина снималась в России, пара рассталась.
С 2019 года Полина живет с Егором Корешковым, партнером по сериалу «257 причин, чтобы жить». Несколько раз журналисты приписывали актрисе «интересное положение», однако это всего лишь догадки прессы или желание видеть Полину в роли мамы.
