El fundador, Battista Pollini, abrió su pequeño taller en 1945, especializándose en la industria de la bicicleta.

Desde la década de 1990, Polini ha lanzado un nuevo proyecto y ha comenzado a producir una serie de minimotos Grand Prix originales y motocicletas en miniatura completamente "Made in Italy" con soluciones de ingeniería seguras, completas y confiables. Al volante de estos mini coches de carreras, los campeones de MotoGP dieron sus "primeros pasos" en la pista. El primer ejemplo es Valentino Rossi.

En 1997 Polini presentó una nueva serie de Minicross con motores 2T que ha acompañado a muchos campeones de MXGP y MX2 desde el comienzo de sus carreras.

Desde 2009, la producción de Polini se ha ampliado con la marca Polini Thor, la línea de productos más completa del mercado con motores de dos tiempos de 80 cc a 250 cc para una amplia gama de necesidades de aviación. La elección de un ganador le valió a la empresa muchos títulos nacionales e internacionales en diversas disciplinas.

En septiembre de 2016, Polini Motori lanzó un nuevo desafío: el innovador motor eléctrico E-P3 para bicicletas eléctricas. La nueva apuesta se caracteriza por un mayor interés por los temas medioambientales y las últimas tendencias de vida sostenibles.