دوران کودکی او در فضای حکومت استالینی پیش از جنگ گذشت و در ۸ سالگی نازی‌ها، پدر و مادرش را روانۀ بازداشتگاه‌های مرگ کردند.
قبل از این که والدینش دستگیر شوند، پدرش او را در شکاف دیوار مخفی کرد. او بعد از دستگیری والدینش تحت سرپرستی خانواده‌ای لهستانی قرار گرفت.
پولانسکی از دوران نوجوانی به بازیگری در نمایشنامه‌های رادیویی و تئاتر و به طور کلی هنرهای نمایشی دلبستگی فراوانی پیدا کرد و در گروه‌های نمایشی مشغول به کار شد.
وی ۳ ساله بود که نقش اول یک نمایش را بازی کرد و بعد از آن به بازیگری و گاهی کارگردانی تئاتر پرداخت.
پولانسکی در سال ۱۹۵۰ به مدرسه بوزار کراکو وارد شد تا نقاشی و طراحی و مجسمه‌سازی را فرا گیرد، اما یک سال بعد، از آن جا اخراج شد.
در سال ۱۹۵۴به مدرسۀ سینمایی ایالتی شهر لودز وارد شد و تا پنج سال بعد در آن جا سینما و عکاسی آموخت.
در طول پنج سالی که پولانسکی به تحصیل سینما مشغول بود در تعدادی فیلم سینمایی بازی کرد و ۷ فیلم کوتاه ساخت.
پولانسکی در سال ۱۹۵۸ یک فیلم تجربی ۲۰ دقیقه‌ای به نام دو مرد و یک گنجه بر اساس فیلمنامه‌ای از خودش ساخت که نقش کوتاهی نیز در آن بازی کرد. این فیلم پنج جایزۀ بین‌المللی گرفت و نام پولانسکی را به سر زبان‌ها انداخت.
پولانسکی پس از پایان تحصیل به فرانسه رفت و حدود یک سال در آن جا به عنوان دستیار کارگردانان فرانسوی، تجربه‌های زیادی کسب کرد.
وی یک فیلم کوتاه نیز به نام چاق و لاغر، بر اساس اندیشه‌های ساموئل بکت ساخت که فیلمنامه‌اش را خودش نوشته بود.
پولانسکی سه فیلم بعدی‌اش را در انگلستان ساخت. تنفر، نخستین فیلم انگلیسی زبان پولانسکی، بر اساس فیلمنامه‌ای نوشتۀ خودش و ژرژ براک ساخته شد.
وی با سماجت ترجیح می‌دهد آثارش نمایش دهنده انگیزه‌های فردی، فشارهای ناخودآگاه و ناراحتی‌های روحی پنهان در زندگی بشر باشند و از این که به موشکافی در فعل و انفعالات سیاسی، اجتماعی متفاوتی بپردازد که وی در کشور های گوناگون جهان شاهد آنها بوده، می‌پرهیزد.
در سال ۲۰۰۲ سرانجام پولانسکی تصمیم گرفت فیلمی درباره جنایات نازی‌ها در جنگ جهانی دوم بسازد.
در آن سال پولانسکی پیانیست را بر اساس رمان مرگ یک شهر اثر ولادیسلاو اشپیلمن ساخت. این رمان بر اساس داستان واقعی زندگی اشپیلمن نوشته شده است.
رومن پولانسکی در سال ۲۰۰۲ به خاطر فیلم پیانیست جایزهٔ اسکار بهترین کارگردانی را دریافت کرد.
برخی از آثار رومن پولانسکی:
- الیور توئیست (۲۰۰۵)
- پیانیست (۲۰۰۲)
- دروازه نهم (۱۹۹۹)
- مرگ و دوشیزه (۱۹۹۴)
- ماه تلخ (۱۹۹۲)
- خشونت بار (۱۹۸۸)
- دزدان دریایی (۱۹۸۶)
- تس (۱۹۷۹)
- مستاجر (۱۹۷۶)
- محله چینی‌ها (۱۹۷۴)
- چه؟ (۱۹۷۲)
- تراژدی مکبث (۱۹۷۱)
- بچهٔ رزماری (۱۹۶۸)
- قاتلین بی باک خون آشام (۱۹۶۷)
- بن بست (۱۹۶۶)
- انزجار (۱۹۶۵)
- چاقو در آب (۱۹۶۲)