Регалии: Заслуженный мастер спорта СССР; 5-кратная олимпийская чемпионка в упражнениях на брусьях (1960, 1964) и в командном первенстве (1956, 1960, 1964); 2-кратный серебряный призер Олимпийских игр (1960, 1964) в вольных упражнениях; 3-кратный бронзовый призер Олимпийских игр в личном многоборье (1960, 1964) и в групповых упражнениях (1956); 3-кратная чемпионка мира в упражнениях на брусьях (1958) и командном первенстве (1958, 1962); серебряный призер чемпионата мира (1966) в командном первенстве; 4-кратная чемпионка Европы в упражнениях на брусьях (1959, 1961), бревне (1961) и в вольных упражнениях; 2-кратный серебряный призер чемпионата Европы (1961) в личном многоборье и вольных упражнениях; абсолютная чемпионка СССР (1959); 4-кратная обладательница Кубка СССР в многоборье (1959, 1960, 1963, 1965); 9-кратная чемпионка СССР в упражнениях на брусьях (1959, 1960, 1963, 1965), бревне (1961) и в вольных упражнениях (1959, 1960, 1964, 1965).
Родилась 30 октября 1936 года в Днепропетровске (Украина).
Полина Астахова опоздала к началу учебного года при переезде семьи из Днепропетровска в Донецк и подала документы в местный техникум физкультуры и спорта. Для того чтобы учиться здесь, 13-летняя Полина должна была выбрать профилирующий вид спорта, и она стала заниматься гимнастикой.
В 1954 году Астахова впервые участвовала в чемпионате СССР, а с сезона-1956 стала твердым членом сборной Советского Союза, с которой завоевала первую золотую медаль на Играх-1956 в Мельбурне.
На следующих двух Олимпиадах в Риме-1960 и Токио-1964 Полина выиграла по две золотые медали в командном первенстве и в упражнениях на брусьях. Всего же в ее активе десять олимпийских медалей (пять золотых, две серебряные и три бронзовые).
Завершив выступления, Полина Григорьевна работала в Киеве тренером по спортивной гимнастике. В последние годы жизни была вынуждена распродать все завоеванные награды, потому что пенсии не хватало на еду и лекарства.
Скончалась 5 августа 2005 года в Киеве (Украина). Похоронена на Байковом кладбище.