Polina Sergeevna Gagarina (in russo: Полина Сергеевна Гагарина; Saratov, 27 marzo 1987) è una cantante russa. Ha rappresentato la Russia all'Eurovision Song Contest 2015 con la canzone A Million Voices.
Nata a Saratov, ha trascorso gran parte dell'infanzia in Grecia; sua madre era ballerina di professione. Nel 1993, dopo la morte del padre, la madre decide di riportare la famiglia in Russia; tornano tuttavia presto in Grecia, stabilendosi ad Atene. Successivamente Gagarina ritorna in Russia, dove si stabilisce a casa della nonna, a Saratov, per completare gli studi. Viene ammessa alla scuola di musica, grazie all'esecuzione di un brano di Whitney Houston.
Una volta completata la scuola di musica, all'età di 14 anni Gagarina entra al Conservatorio Musicale Statale, sezione pop e jazz. Al 2 ° anno di corso, la sua insegnante Natalia Andrianova offre a Polina la possibilità di partecipare al programma televisivo musicale Fabrika zvëzd (La fabbrica delle stelle, versione russa di Operación Triunfo).