Родился 18 августа 1933 года в семье польских евреев в Париже. Когда мальчику было три года, его семья переехала обратно в Польшу. В годы второй мировой войны он был разлучен с родителями, его мать погибла в концлагере. Детство Роман провел, бродяжничая по оккупированной Польше, и лишь после войны сумел отыскать отца. Подростком он проявил интерес к драматическому искусству, начал играть на сцене. Кинематографическому мастерству Поланский учился в киношколе в Лодзи, которую окончил в 1957 году (диплом получил в 1959).   В стенах киношколы он сделал свой первый короткометражный фильм «Двое мужчин и гардероб» (Dwaj Ludzie z Szafa / Two men and a Wardrobe; Гран-при на фестивале в Сан-Франциско, премия на фестивале в Оберхаузене), принесший молодому режиссеру известность в западном киномире.   На рубеже 1950-х — 1960-х годов Поланский снял несколько экспериментальных короткометражек, отличавшихся изысканностью стиля, склонностью к гротеску на грани сюрреалистской поэтики и пародированием популярных жанров кинематографа («Толстый и худой» (Le gros et le maigre, 1961, приз на МКФ в Оберхаузене-62), «Млекопитающие» (Ssaki, 1962, Гран-при на фестивале в Туре, Гран-при на фестивале в Оберхаузене-63). Его первый художественный фильм «Нож в воде» (Noz w Wodzie / Knife in the Water; 1962) — напряженный, клаустрофобический, эротический триллер был равнодушно принят в Польше, но признан работой мастера на Западе. Он был даже выдвинут на «Оскара» как лучший иноязычный фильм. Понимая, что в Польше ему не удастся реализовать весь свой творческий потенциал, в 1963 году Поланский уезжает в Англию. В 1965 году он снял «Отвращение» (Repulsion, премия на Берлинском фестивале 1965) — жутковатую психоаналитическую драму о юной красавице (Катрин Денев), доведенной сексуальными преследованиями мужчин до умопомешательства.   Затем последовала странноватая пародия на триллеры и фильмы ужасов — «Тупик» (Cul-de-Sac, 1966, главная премия на Берлинском фестивале 1966), в которой снялась сестра Денев, Франсуаза Дорлеак. Эти фильмы упрочили профессиональную репутацию режиссера и обеспечили ему приглашение на работу в Голливуд. Его первая голливудская лента — комедия ужасов «Танец вампиров» (Dance of the Vampires, 1967), была перемонтирована дистрибьюторами и вышла под названием «Бесстрашные убийцы вампиров» (Fearless Vampire Killers). Поланский потребовал, чтобы его имя вырезали из титров американского варианта, а в Европе фильм демонстрировался в авторском варианте. Затем режиссер сделал фильм «Ребенок Розмари» (Rosemary's Baby, 1968), принесший ему мировую славу. Эта история о злодейских происках Дьявола создала Поланскому имидж лучшего мастера утонченного триллера. Поланский становится культовой фигурой американского кино, он охотно участвует в беспорядочной жизни голливудской кинотусовки, женился на американской актрисе Шарон Тейт. В 1969 году он пережил страшную трагедию - беременная Шарон Тейт, а также несколько друзей супружеской четы были зверски убиты в доме Поланских в Лос-Анджелесе бандой преступников.   Этой трагедией была потрясена вся Америка, казалось, невозможно пережить кошмар случившегося. Но Поланский вернулся к работе, экранизировал пьесу Уильяма Шекспира «Макбет» (Macbeth, 1971), затем снял черную комедию «Что?» (What?), а в 1974 году — блестящий детектив «Китайский квартал» (Chinatown, премия «Золотой глобус» за режиссуру) с Джеком Николсоном в главной роли. Последней лентой, которую режиссер снял в Америке, стала черная комедия «Жилец» (Le locataire, 1976) В 1977 году Роман Поланский был уличен в связи с несовершеннолетней. Спасаясь от американского правосудия он бежал в Европу и обосновался во Франции. Несомненным успехом режиссера стала его экранизация романа Томаса Гарди «Тесс из рода д'Абервиллей» («Тесс», Tess, 1979, премии «Сезар» за фильм и режиссуру) с Настасьей Кински в главной роли. В 1980-1990-е годы Поланский работал не только в кино, он поставил также ряд оперных и театральных спектаклей в Польше, Германии, Франции, Италии, опубликовал автобиографическую книгу «Роман Романа» (1983). Фильм «Пираты» (Pirates, 1986) не имел большого международного успеха, несколько больший интерес вызвал триллер «На грани безумия» (также «Неистовый», Frantic; 1987) с Харрисоном Фордом в главной роли. Репутацию первоклассного режиссера подтвердила эротическая драма «Горькая луна» (Lune De Fiel, 1992) с новой женой режиссера Эмманюэль Сенье в главной роли. В 1994 году Поланский поставил фильм «Смерть и дева» (Death and the Maiden) с Сигурни Уивер и Беном Кингсли, а в 1999 году вернулся к жанру мистического триллера в «Девятых вратах» (The Ninth Gate, 1999).   Картина «Пианист» (2002) о судьбе еврея-музыканта в годы второй мировой войны была тепло встречена в Европе и в Америке, и принесла Роману Поланскому призы «Сезар» и «Оскар» как лучшему режиссеру года.