Родился 19 января (1 февраля) 1915 года в селе Митрофановка (Ново-Пражский район Днепропетровской области Украины). Окончил 5 классов и школу фабрично-заводского ученичества (ФЗУ). Обучался лётному делу в аэроклубе города Енакирево. С августа 1935 года в рядах Красной Армии, призван по специальному набору Ново-Троицким РВК (Запорожская область Украины). Осенью 1936 года окончил 11-ю военную авиационную школу лётчиков (город Ворошиловград) и был направлен в Забайкальский военный округ. С 7 ноября 1936 года служил военным пилотом в 5-й ИАЭ, с 29 апреля 1937 года - в 51-й ИАЭ, с 4 сентября 1937 года - в 29-Й ИАЭ, с 29 апреля 1938 года - младший лётчик 70-го ИАП, с 12 ноября 1938 года - начальник химслужбы 1-й эскадрильи 70-го ИАП.

Участник боёв с японцами на реке Халхин-Гол (Монголия) в июле-августе 1939 года в должности начальника химслужбы эскадрильи 70-го ИАП (ВВС 1-й Армейской группы). Совершил 51 боевой вылет (по другим источникам - 36), провёл около 5 воздушных боёв, лично сбил 1 самолёт противника. Отличился при спасении от плена сбитого командира полка майора В. М. Забалуева: когда майор С. И. Грицевец совершал посадку перед носом японских солдат и вывозил В. М. Забалуева, лейтенант П. В. Полоз прикрывал их действия с воздуха и пулемётным огнём отгонял японских солдат от наших самолётов. За этот подвиг был награждён орденом Ленина. 27 июня 1939 года был сбит в воздушном бою, покинул самолёт с парашютом, получил ожоги. Эвакуирован в госпиталь города Матат-Сомон (Монголия), затем отправлен в СССР (в госпиталь города Чита).

С 5 ноября 1939 года - начальник химслужбы эскадрильи в 45-м ИАП, с 26 апреля 1040 года - командир звена в 69-м ИАП, с 27 августа 1940 года - помощник командира эскадрильи 69-го ИАП, с января по июнь 1941 года - слушатель Высших авиационных курсов усовершенствования командиров эскадрилий (в Липецке).

С 22 июня 1941 года старший лейтенант П. В. Полоз в действующей армии: в должности заместителя командира эскадрильи 69-го ИАП (7 марта 1942 года преобразован в 9-й Гвардейский ИАП). Сражался в составе ВВС Южного фронта и Отдельной Приморской Армии. Участвовал в обороне Одессы. Летал на И-16.

К 26 сентября 1941 года командир 2-й эскадрильи 69-го истребительного авиационного полка (21-я смешанная авиационная дивизия, ВВС Отдельной Приморской Армии) старший лейтенант П. В. Полоз совершил 119 боевых вылетов (включая 87 - на штурмовку), в 24 воздушных боях лично сбил 2 и в составе группы 11 самолётов противника. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 февраля 1942 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 983).

Весной 1942 года при выполнении боевого задания был тяжело ранен, получил сильные ожоги. После госпитального лечения, с июня 1942 года служил лётчиком-инспектором по технике пилотирования ВВС Московского военного округа. С января 1943 года - лётчик-инспектор по технике пилотирования 7-й Воздушной армии (Карельский фронт), с марта 1943 года - лётчик-инспектор Главного управления боевой подготовки фронтовой авиации ВВС Красной Армии. Участник Барвенково-Лозовской операции, Сталинградской битвы, Курской битвы, освобождении Украины и Берлинской операции. Всего совершил 254 боевых вылета. Согласно данных из наградных документов, к августу 1944 года имел 4 личные и 14 групповых побед (некоторые источники указывают на 7 личных побед к концу войны).

После окончания войны продолжал службу в Главном управлении боевой подготовки фронтовой авиации ВВС. С 30 июля 1947 года Гвардии подполковник П. В. Полоз - в отставке (по болезни). Жил в Киеве. Работал пилотом Гражданского Воздушного Флота. В июле 1962 года в состоянии аффекта на почве ревности совершил убийство двух человек. 7 декабря 1962 года был приговорён Народным судом к высшей мере наказания (расстрелян 3 мая 1963 года). Указом Президиума Верховного Совета СССР от 19 июля 1963 года лишён звания Героя Советского Союза и всех наград.

Награждён орденами: Ленина (29.08.1939, 10.02.1942), Красного Знамени (05.11.1941), Отечественной войны 1-й степени (27.04.1945), медалями, в том числе "За боевые заслуги" (06.05.1946).