Полина Прокофьева родилась в Ленинграде в 1971 году. Игре на флейте начала обучаться с 7 лет в ДМШ номер 3 у Натальи Михайловны Зазнобиной. В 1990-м окончила с отличием Музыкальное училище имени Н. А. Римского-Корсакова (класс Юрия Левина), в 1995-м – Санкт-Петербургскую консерваторию (класс Глеба Никитина), затем – ассистентуру-стажировку под его же руководством.
Лауреат I премии Всероссийского конкурса музыкантов-исполнителей на духовых инструментах (1995).
В 1993 участвовала в туре по США и России в составе Российско-Американского молодежного оркестра.
В 1993–1996 – солистка Симфонического оркестра Государственной академической капеллы Санкт-Петербурга.
С 1996-го – солистка-регулятор группы флейт Симфонического оркестра Мариинского театра.