Polonne zināma kopš 996. gada, kad Kijivas kņazs Volodimirs to pieskaitīja Kijivas baznīcai kā vienu desmitdaļu no savām pilsētām. Pirmoreiz konkrēti Polonne minēta Hipatija hronikā 1171. gadā. 1195. gadā pārgāja no Kijivas uz Volīnijas kņazisti. 12. gadsimta pilskalns atrodas Homoras upes labajā krastā. 14. gadsimta otrajā pusē nonāca Lietuvas lielkņazistes valdījumā, bet pēc Ļubļinas ūnijas 1569. gadā. — Žečpospolitas sastāvā. Vēlākos laikos vēl vairākkārt mainījusi piederību, bet pēc otrās Polijas dalīšanas nonāca Krievijas sastāvā. Pilsētas izaugsmi veicināja Kijivas—Brestas dzelzceļa izbūve. 1938. gadā piešķirtas pilsētas tiesības.