Полина Кутепова родилась 1 августа 1971 года в городе Москва. Росла в семье инженеров. Родители актрисы не имели отношения к искусству, они были из поколения интеллигентов - «шестидесятников», которых называют «физики и лирики». Полина появилась на свет вместе с сестрой-близнецом Ксенией. На момент их рождения в семье Кутеповых подрастала двухлетняя дочь Злата. В дальнейшем старшая сестра оказала немалое влияние на младших.
В начальных классах Полина вместе с сестрой Ксенией посещала детскую киношколу Дворца пионеров, располагавшегося на Ленинских горах. Кутеповы больше семи лет занимались танцами в знаменитом ансамбле имени Локтева. Нередко ансамбль выступал в Кремле и в Большом театре. Кроме того, Полина Кутепова вместе с сёстрами играла на сцене любительского театра. Там двух рыженьких близняшек и приметили, внеся их фото в базу актёрской картотеки.
Впервые на экране Кутепова появилась в 1981 году в драме по произведению Валентина Распутина «Василий и Василиса». Затем последовали роли в музыкальной комедии «Куда он денется», в сказке «Рыжий, честный и влюбленный», в фильме-спектакле «С нами не соскучишься».
В 1993 году Полина окончила вуз и стала актрисой Театра-студии Петра Фоменко. В этом же году на экраны вышел фильм Георгия Данелия «Настя». После этого фильма к актрисе пришла известность, а когда после «Насти» в 1995 году она снялась в следующей картине этого режиссера - «Орел и решка» - ее стали считать талисманом Данелия. Эти роли принесли Полине премию «Золотой овен». В 1995 году за роль Людмилы в фильме Николая Досталя «Мелкий бес» актриса была удостоена Большого приза жюри на кинофестивале «Литература и кино» в Гатчине.
На театральном фестивале «Контакт-96», прошедшем в Польше в 1996 году, Полина Кутепова получила приз за роль Девушки в спектакле «Таня-Таня», став лучшей молодой актрисой. В 2004 году она становится лауреатом премии «Чайка», а в 2010 году награждена национальной театральной премией «Золотая маска» за роль Молли Блум в спектакле «Улисс».
В 2009 году на экраны вышел детективный сериал «Пелагия и белый бульдог»- экранизация одноименного романа из серии «Приключения Пелагии» Бориса Акунина. Полина сыграла сразу две роли: духовной дочери архиерея Митрофания и светской дамы Полины Лисицыной. В том же году вышел еще один проект с участием Полины - «В Париж». Среди последних работ Кутеповой в кино: «Каденции II», «Шпана замоскворецкая», «Дом ветра» и такие телесериалы, как: «У каждого своя война», «Военный госпиталь», «Две зимы и три лета».
Муж Полины — ее бывший педагог, режиссер Евгений Каменькович, который предпочитает оберегать свою семью от любопытных глаз. В 1997 году у них родилась дочь Надежда, с рождением которой в жизни Полины появилось нечто гораздо более ценное, чем театр.
Сестры Полина и Ксения Кутеповы не любят, когда посторонние начинают выискивать у них «десять отличий». Общего у них все равно больше: они обожают шоколад и красивые наряды, не пользуются косметикой, принципиально не снимаются в рекламе, очень трепетно относятся к профессии, безоговорочно отдают приоритет театру, преклоняются перед своим Учителем – Петром Фоменко. Закадычных подружек, как и у большинства близнецов, у Полины и Ксении нет - им и вдвоем неплохо.