El topònim de Polinyà que està documentat de l'any 973, prové dun antropònim llatí, Paulinus. El fet que s'hagi conservat el nom de qui segurament devia ser el fundador de la vil·la, demostra que Polinyà ha estat poblada desde l'època antiga a la medieval. L'hipòtesi de l'origen en una vil·la romana també es confirma per l'emplaçament de la població, que es localitza en plena depressió vallesana i en una àrea profundament romanitzada. I com a prova definitiva, estan els enterraments romans trobats en unes excavacions fetes a Can Marata a principis del s.XX.
En època medieval, l'església de Sant Salvador de Polinyà va ser donada l'any 1056, pel bisbe Guislabert a la canònica de Santa Creu i Santa Eulàlia de Barcelona. Probablement el poble s'hi formà als seus voltants. L'església, que és romànica, encara es conserva; a la banda de septentrió s'aixeca el campanar i la nova església parroquial a la qual ha passat l'antiga dedicació a Sant Salvador, mentre que l'antiga és ara dedicada a Sant Martí. L'església romànica va fer de parròquia fins el 1792, any en què es va inagurar la nova església parroquial.
L'església de Sant Miquel de Barcelona posseïa terres de vinya i arbreda, i rec al terme de Polinyà, concretament al lloc de Mesereta (el que és ara Can Marata). Aquests béns van ser donats per Udalric Gausfred i Ermessenda a l'església. A la fi del s.XI es va originar una problema sobre la possessió d'aquests béns. El 1094 Ramon Mir (sacerdot) i Bonfill (laic) van haver de testificar davant del bisbe de Barcelona i altres clergues, que feia més de 30 anys que els clergues de l'església de Sant Salvador rebien les primícies de l'alou de Sant Miquel.
El bisbe i la canónica de la seu de Barcelona tenien diversos feudataris a Polinyà, entre ells: Nèvia i els seus fills Guillem i Bernada. El 1149 aquests van definir una cavalleria de terra al bisbe i la canònica al terme de Polinyà.
Posteriorment, Polinyà va ser de la jurisdicció dels marquesos de Sentmenat i del monestir de Santa Anna.
Al s.XIX l'economia es basava en l'agricultura (vinya, cereals i llegums). El 1860 hi havia 455 habitants, però a causa de la fil·loxera, baixà finsa als 382 el 1900. No hi va haver un recuperament demogràfic fins a principis de segle, moment en què es van instal·lar una fàbrica de teixits i cotó i una altra de llana i cotó a Polinyà. Durant aquests anys la població passà de 470 habitants el 1920 fins als 533 el 1936. L'any 1950 era de 442 habitants i el 1960 de 464.
A partir dels anys seixanta s'instal·len a les afores un gran nombre d'indústries dedicades al sector químic, el metal·lúrgic, el del paper i les arts gràfiques. Aquesta necessitat de mà d'obra provoca que arribin molts immigrants a Polinyà i que la població que al 1970 era de 1.168 habitants passi a 1.703 el 1975 i 2.321 el 1981.
Actualment també hi ha fàbriques d'electrodomèstics, carretons, matalassos, mobles i tapisseria. L'últim cens mostra que la població ha augmentat fins els 4.767 habitants i es troba en creixement.
