El topónimo de Poleñino se asocia desde la alta Edad Media al de Mons Polenaria, cuando aparece la primera mención en el famoso documento conocido como testamento del Diácono Vicente (570 d.c.). Prueba de ello es el yacimiento de la misma época de Mondón a 1 km del pueblo. Dicho yacimiento fue ocupado en dos fases distintas: época ibérico romana y época visigoda.
- Toda la zona es abandonada a los pocos años de llegar los primero musulmanes (S.VIII) y no es hasta principios del siglo XII cuando volvemos a encontrar documentos que hablan de Poleñino, concretamente en 1107,Alfonso I el Batallador otorga a uno de sus nobles las tierras que hay alrededor de "Mondón" para que funde el pueblo llamado de Polinyino.
- Durante la época Moderna, dos familias de la alta nobleza tienen relación con el pueblo. En primer lugar el Duque de Villahermosa tenía tierras en la zona conocida hoy como la Huerta Vieja, y mandó realizar en 1818 un plano de toda la zona. Plano detallado y de bella factura que hoy se encuentra en el Archivo Histórico Provincial de Zaragoza. La otra familia son los Torre-Solanot, cuya casa solariega estaba en el Poleñino.
- Finálmente, damos un pequeño salto hasta la época contemporánea. Durante la guerra civil española, el pueblo de poleñino destacó debido a la instalación en la casa Torres-Solanot, del hospital militar de las Brigadas Internacionales destinadas en el frente de Huesca. Por el pueblo no solo pasaron soldados y enfermeras de medio mundo, sino que nos quedan testimonios excepcionales como el diario de Agnes Hugdson, enfermera australiana que pasó más de 5 meses en el hospital (diario editado recientemente).
- Otros datos históricos de interés son la realización de la concentración parcelaria a fines de los 40, destacando por ser uno de los primeros pueblos de Aragón en que se realizó.