Polina Sergejewna Gagarina (russisch Полина Сергеевна Гагарина; * 27. März 1987 in Moskau, Russische SFSR, Sowjetunion) ist eine russische Sängerin. Sie hat Russland beim Eurovision Song Contest 2015 mit dem Lied A Million Voices (dt.: Eine Million Stimmen) vertreten und erreichte den zweiten Platz.
Die ersten Jahre ihres Lebens verbrachte Gagarina in Griechenland, wo sie die erste Klasse der Sekundarschule absolvierte. Ihre Mutter, eine professionelle Tänzerin, unterzeichnete 1991 in Athen einen Vertrag als Balletttänzerin im Stück Alsos. In den drei Jahren, in denen sie in Athen lebte, erlernte Gagarina die griechische Sprache und zog 1993 zurück nach Russland, als ihr Vater dort an einer Herzattacke starb. In der darauffolgenden Zeit pendelte sie oft der Karriere ihrer Mutter wegen zwischen Moskau und Athen. In Saratow sang sie ein Cover von Whitney Houston und wurde in die dortige Musikschule aufgenommen. Nachdem sie die Musikschule mit 14 Jahren verlassen hatte, begann sie im Bereich Pop-Jazz ein Studium an der Staatlichen Musikhochschule. Nach dem zweiten Kurs 2003 lud ihre Lehrerin Natalja Andrijanowa sie zur Teilnahme an der TV-Show Fabrika Swjosd ein. Sie kooperierte während der Castingshow mit dem Produzenten Maxim Fadejew, entschied sich aber nach dem Sieg gegen eine weitere Zusammenarbeit.