Après des études de danse dans le Ballet impérial de Saint-Pétersbourg qu'elle doit interrompre pour des raisons de santé, Pola Negri prend des cours d'art dramatique au Conservatoire de Varsovie. En 1913, elle fait ses débuts au théâtre dans une pièce de Gerhart Hauptamm puis joue au Théâtre impérial de Varsovie.
La Première Guerre Mondiale entraîne la fermeture des théâtres et Pola Negri, qui a pris ce nom en 1913 en hommage à la poétesse Ada Négri, commence alors à se tourner vers le cinéma. Aidée d'un riche " protecteur " Wiktor Hulewicz, Pola Negri fait mettre en scène par Jan Pawlowski, en 1914, un scénario de sa composition, Niewolnica Zmyslow, dont elle est de plus l'actrice vedette. A la suite de ce premier essai, l'actrice tourne dans plusieurs réalisations d'Alexander Hertz en 1915 et 1916 : Bestia zolty paszport (Le Passeport jaune) ; Pokojnr 13 ; Arabella ; Studenci et Zona. En 1917, elle quitte Varsovie pour Berlin où elle signe un contrat avec Max Reinhart, un metteur en scène de théâtre. Elle se fait très vite un nom dans la Capitale allemande et la UFA la réclame. En 1919, elle tourne dans La Comtesse Dolly de Georg Jacoby, puis est l'interprète de trois films de Ernst Lubitsch, notamment dans Madame du Barry (1919), rôle pour lequel elle remporte un franc succès jusqu'aux Etats-Unis où la Paramount commence à s'intéresser à elle. Dès lors, Pola Negri enchaîne les films et devient la star numéro un en Allemagne. Elle réussit également à se faire connaître à Hollywood en épousant aux Etats-Unis un prince géorgien, Serge Mdivani, troisième mari de la belle après deux comtes. N'étant plus sous contrat avec la UFA, Pola Negri gagne, en 1923, les Etats-Unis. Considérée comme une star, les rôles qu'elle interprète ne cessent de la mettre en valeur : Bella Dona (Georges Fitzmaurice, 1923), The Spanish dancer (Herbert Brenon, id.), ou encore Forbidden Paradise (Ernst Lubitsch, 1924), film dans lequel elle joue les tsarines séduisant un jeune officier. La période faste hollywoodienne dure ainsi jusqu'en 1930, accentuée par les aventures amoureuses dont elle est régulièrement créditée. Au début des années Trente, Pola Negri quitte les Etats-Unis pour s'installer en Europe et, de là, entre de plain pied dans le cinéma parlant. Elle tourne en Grande-Bretagne, en France dans Fanatisme de Gaston Ravel en 1934, puis en Autriche dans Mazurka de Willi Forst en 1935, l'histoire d'une mère obligée de commettre un délit pour sauver son enfant. En 1936, elle revient dans le pays qui la fit star, l'Allemagne, où elle tourne plusieurs films dont Madame Bovary de Gerhardt Lamprecht en 1937. Avec la guerre, Pola Negri regagne les Etats-Unis où elle ne tournera plus que deux films : Hi diddle diddle de Andrew L. Stone en 1943 et The Moonspinners de James Nielson en 1965.
Dans les années cinquante, Pola Negri est productrice. Elle publie également en 1968 ses mémoires.