Poli Genova nació el 10 de febrero de 1987 en la capital búlgara, Sofia. Con tan solo 4 años debutó en el popular conjunto vocal del Natsionalen Dvorets na Detsata para pasar en 1995 a formar parte del conjunto Bon-Bon, con el que empezó formalmente su carrera artística. Durante 6 años fue protagonista del programa de televisión homónimo a este grupo infantil de cantantes.

Comenzó a cantar con artistas búlgaros de la talla de Georgi Hristov, Yordanka Hristova o Nelly Rangelova. Precisamente junto a esta última, formó parte del Golden Orpheus Song Contest, y obtuvieron el premio especial de la televisión nacional búlgara. En 1997 viajó con Bon-Bon a Bielorrusia para participar en el festival internacional Slavianski Bazaar, en el cual lograron la victoria. Consiguió graduarse en la Escuela Nacional de Música Lyubomir Pipkov especializándose en clarinete. Simultáneamente, estudió Producción cinematográfica.

En 2010 formó parte de la primera edición del concurso de baile Dancing Stars, de la BTV, pero no como concursante, sino como cantante del conjunto que cantaba la música del programa. Tras aceptar la invitación a participar como vocalista en el programa, también se le ofreció la oportunidad de ser asistente de producción del talentoso programa, pero rechazó el trato debido a otros asuntos en su carrera musical. Poli formó parte del proyecto de Unicef, The Magnificent Six, trabajó con el famoso cantante Azis, quién hizo los coros de Mariana Popova en 2006, y Dani Milev. Su primera entrenadora vocal y manager, Rozi Karaslavova, lo ha sido durante 14 años y, junto a ella, estuvo preparando su álbum debut: 1, 2, 3.

Sus intentos de representar a Bulgaria en Eurovisión se cuentan hasta cuatro, por el momento. En 2005 consiguió alcanzar la final nacional como miembro de la banda Melody Traffic, con la canción Otkriy me sega, y en 2006 quedaron cuartas con Love That You Can’t See. Para el 2009 ya se presentó en solitario con la canción One Lifetime Is Not Enough, pero tuvo que conformarse con la segunda posición, justo detrás del ganador Krassimir Avramov. Casualmente, justo después de celebrarse la final nacional, la artista internacional Beyoncé -que estaba de gira por Bulgaria- escuchó la canción de Poli y le reportó grandes críticas positivas, lo que hizo que el sencillo de la búlgara fuera todo un éxito posterior. Finalmente, en 2011 sí consiguió la victoria para representar a su país en Düsseldorf con la canción Na inat, en donde a pesar de todo no pudo pasar de la segunda semifinal y tuvo que conformarse con la decimosegunda posición.

Tras su paso por el festival europeo, consiguió ser una de las juezas de la primera edición de la versión búlgara de Factor X, que se llevó a cabo en 2011. Entre sus proyectos posteriores destacaron su participación en la película Za nas y su colaboración en el programa Muzikalna akademiya. Pero sin duda alguna, su vuelta a primera línea de portadas y titulares fue con su aportación como presentadora de Eurovision Junior 2015, que se celebró en Sofía.

Su papel como maestra de ceremonias le reportó notables críticas que hicieron que fuera elegida internamente por la cadena pública del país para volver a representarles en Eurovisión 2016, realizado en Estocolmo, con la canción If Love Was A Crime. Su simpatía y ‘savoir faire’ le concedieron el pasaporte a la final y la noche del sábado consiguió aupar a su país hasta la 4ª plaza con 307 puntos.

Después de este éxito, siguió con su carrera y fue invitada al Junior 2016 para volver a cantar su tema estrella. En diciembre estrenó el sencillo Sluhove con Grafa. Su fama se hizo patente cuando ofreció un concierto en el Arena Armeeca ante 12.000 personas. Su canción eurovisiva obtuvo el premio de los BG Radio Music Awards 2016 como embajadora musical del año. En junio de 2017 dio otro recital en el Clapham Grand Theatre en Londres. Ese mismo año participó como coach en La Voz de su país, donde llegó a plantear una tercera presencia en Eurovisión. En 2018 grabó los sencillos Tvoya y Perfect Love.

A partir de 2019 dio un giro definitivo a su carrera empresarial y artística al abandonar las discográficas tradicionales para fundar su propio sello independiente, Policanto. Bajo esta firma vivió una etapa de estudio muy prolífica con el lanzamiento de tres álbumes conceptuales: Tvoya en 2020, con los singles How We End Up y Last Night que alcanzaron el número 1 en las listas de radiodifusión en Bulgaria y rotaron en canales como MTV Europe, Po-dobrata koleda en 2022, un proyecto navideño con influencias de jazz; y Last Night en 2023, que fué todo un éxito de reproduciones.

En los últimos años se ha mantenido a la vanguardia de la música pop de Europa del Este. Tras lanzar el sencillo We Only Have Today en 2024, sorprendió en 2025 con Moyata Dusha, una canción con ritmo drum and bass que introduce arreglos y elementos de la música folclórica tradicional búlgara. En la primavera de 2026 publicó su más reciente trabajo de estudio bajo el título Anima.

Además de cantar, ha actuado como actriz actuando en el teatro musical para niños basado en el cuento El Patito Feo. También ha doblado películas de dibujos animados como las dos primeras partes de Los Pitufos, donde da voz a Pitufina, y Zootopía. La artista participa activamente en eventos solidarios de Bulgaria. Es embajadora de UNICEF y de Aldeas Infantiles, así como campañas contra el cáncer de mama.

Poli mantiene una relación sentimental desde 2017 y está comprometida desde 2021 con el neerlandés de ascendencia filipina Joseph ‘Jo’ Sharton. Ambos se conocieron un año antes en los premios BG Radio donde él trabajaba como técnico audiovisual. La pareja tiene dos hijos, Daniel Joseph de 2019 y Lea Katrin de 2021.

Tras la histórica victoria de la búlgara Dara en Eurovisión 2026, el país balcánico se prepara para ejercer de anfitrión del festival en mayo de 2027. Ante este panorama, Poli se posiciona como una de las favoritas para asumir el papel de presentadora del festival.