Полина Владимировна Маркелова окончила Музыкальное училище им. Гнесиных в 2019 году, Российский институт театрального искусства (ГИТИС) в 2023 году (курс В. В. Клементьева). Во время обучения играла в спектаклях МХАТа Горького: «Три сестры» А. П. Чехова (Ирина), «Царский венец» по мотивам книги протоирея Артемия Владимирова (Татьяна Романова), «Ее друзья» В. С. Розова (Светлана Бутова), «Пиноккио» К. Коллоди, А. Н. Толстого (Мальвина), «Розовое платье» Н. А. Мошиной (Ирина). На сцене студенческого театра сыграла Элианту («Мизантроп» Ж.-Б. Мольера), Ольгу Ильинскую («Обломоff» М. Ю. Угарова).
В труппе МХАТа Горького с 2023 года.