Полли Уокер дебютировала в сериале «Лорна Дун», затем последовали её работы в фильмах «Сёгун Маеда» («Путешествие чести»), «Колдовской апрель», «Игры патриотов».
В 2005—2007 годах Полли Уокер исполнила роль Атии Бальбы Цезонии в телесериале «Рим», за что её кандидатура была выдвинута на кинопремию «Золотой глобус» в номинации «Лучшая актриса драматического телесериала». Позднее актриса работала в сериалах «Воскрешая мертвых», «Мисс Марпл Агаты Кристи», «Плантация», «Каприка».
У Полли Уокер двое детей: Джорджио (1994 г.р.) и Дилайа (2000 г.р.). На данный момент актриса проживает в США. В 2008 году она вышла замуж за актера Лоренса Пенри-Джонса.