Полина Айнутдинова родилась 16 октября 2013 года в Перми. До 2 лет со старшими сестрами воспитывалась в детском доме, затем всех 3 девочек усыновила семейная пара из Москвы. К тому моменту у них уже было 2 сына.
Когда Полине исполнилось 3 года, родители отдали ее заниматься танцами. Тогда же девочка начала карьеру блогера, став одним из самых юных российских специалистов в этой области. Полина делилась своими успехами в хореографии, а также в нанесении грима, которым она тогда серьезно увлекалась. Через год Полина впервые появилась в телевизионном эфире шоу «Лучше всех!».
Сниматься в кино Айнутдинова начала в 2020 году, а первую серьезную роль сыграла в 2021 году: в сериале «Медиум» Полина перевоплотилась в дочку центральной героини.
Одной из самых известных работ Полины Айнутдиновой, которая принесла ей поистине всенародную славу, стала роль Арины в ситкоме «Папины дочки. Новые». Ее родителей сыграли Филипп Бледный и Анастасия Сиваева, а сестер – Полина Денисова, Вита Корниенко и Ева Смирнова.
Также юная актриса снималась в картинах «Там, где цветет полынь», «Любопытная Варвара», «Поймай собаку, если сможешь», «Поле чудес», «Красавица», «Семейный переполох» и др.
Участие в художественных фильмах и сериалах Полина совмещает со съемками в рекламных роликах.
Не замужем.