Polina Leschenko ble født inn i en familie av musikere i St. Petersburg og begynte å spille piano under farens veiledning i en alder av seks. Hun er nå bosatt i Bonn i Tyskland.
I en alder av 12 år debuterte Polina i Barbican Hall i London, der hun fremførte Beethovens klaverkonsert nr. 5 i Ess-dur, populært kalt Keiserkonserten.
Siden den gang har hun jobbet med fremtredende orkestre som Salzburg Camerata, Hallé Orchestra, London Mozart Players, Scottish Chamber Orchestra, Bournemouth Symphony, Bern Symphony, Russian National Orchestra, I Pomeriggi Musicali, Milano, Orquesta de Euskadi (Baskerland) og Australian Chamber Orchestra.
Polina har gitt kritikerroste solo- og kammermusikkonserter i anerkjente arenaer som Konzerthaus i Wien, Mozarteum i Salzburg, Concertgebouw i Amsterdam, Berliner Philharmonie, Carnegie Hall og Lincoln Center i New York, Cité de la musique i Paris og Operahuset i Sydney.
Som dyktig og beundret kammermusiker opptrer Polina ofte på mange festivaler, som Salzburg-festivalen, Progetto Martha Argerich i Lugano, Verbier, Risør, Stavanger, la Roque d’Anthéron Aldeburgh, Oxford, Cheltenham, Stift, Istanbul, Lockenhaus og Musiktage Mondsee. Hun samarbeider ofte med artister som Martha Argerich, Ivry Gitlis, Patricia Kopatchinskaja, Ilya Gringolts, Mischa Maisky og Torleif Thedéen.
I 2003 spilte Polina Leschenko inn en debut-CD for EMI Classics i serien «Martha Argerich presenterer …» med verk av Liszt, Chopin, Kreisler/Rachmaninov, Brahms og Bach/Feinberg. Senere innspillinger inkluderer en konsert-CD med tittelen «Forgotten Melodies» (Avanti Classic), Mendelssohns dobbeltkonsert med Australian Chamber Orchestra og Richard Tognetti (BIS) og en innspilling av Dvořáks pianokvartett op. 87 på EMI Classics, som en del av «Martha Argerich and Friends Live from Lugano Festival»-serien.