Polly Walker, née en 1966 en Angleterre, se destine à une carrière de danseuse, mais une blessure contractée à l’âge de 18 ans l’oblige à changer de vocation.
Elle se dirige alors vers le théâtre en intégrant la fameuse troupe de théâtre britannique « Royal Shakespeare Company » pour laquelle elle figure dans de petits rôles.
Elle fait quelques apparitions sur le petit écran jusqu’à ce qu’elle obtienne le rôle phare de la série
Lorna Doone en 1990.
Polly Walker est remarquée au cinéma en 1992 grâce au film
Patriot Games de Philip Noyse où elle campe une anglaise dans une brigade terroriste irlandaise. La même année, elle participe au tournage de
Les Equilibristes de Nico Papatakis. Elle joue aux côtés de Sharon Stone dans
Sliver de Phillip Noyce. Viennent ensuite
The Trial de David Hugh-jones,
Le Don Du Roi de Michael Hoffmann ou encore
Control de Tim Hunter.
En 2005, elle inscrit son nom au générique de la série télévisée
Rome.