Polenz wurde 1262 erstmals erwähnt.
Südlich und nördlich der Talsenke des durch Polenz fließenden Baches siedelten sich im Laufe der Jahre Häusler an. Die Landwirtschaft und das Handwerk entwickelten sich. Die Kraftquelle Wasser wurde nutzbar gemacht und so entstanden in der Vergangenheit drei Mühlen in Polenz, wobei die letzte erst 1992 die Produktion als Mahlmühle einstellte. Der Bach gab Polenz auch seinen Namen. Poliza kommt aus dem Slawischen und bedeutet soviel wie Feldbach. Am Ende des Ortes fließt die Polenz in das Polenztal.
Der Ort besaß ein gleichnamiges Rittergut, das erstmals im 13. Jahrhundert erwähnt wurde. Zu diesem gehörten ein Gesindehaus, ein Pferde- und Schweinestall, weitere Wirtschaftsgebäude sowie das Schloss. Über Jahrhunderte hinweg war das Gut an der wirtschaftlichen, politischen und sozialen Entwicklung von Polenz maßgebend beteiligt, da von ihm aus die Verwaltung, Gerichtsbarkeit und wirtschaftliche Organisation erfolgte. Im Jahr 1950/51 wurde das Schloss komplett abgerissen. Heute sind nur geringe Reste des Grabens sowie der Pferdestall und ein Wirtschaftsgebäude übrig. Ab dem Jahr 2014 fanden Notsicherungsarbeiten am ehemaligen Pferdestall statt. Der ortsansässige Verein "750 Jahre Polenz e. V." hat schrittweise weitere Arbeiten ausgeführt, so dass das ehemalige Gesindehaus heute für Veranstaltungen genutzt werden kann.
Bekannt durch unzählige Märzenbecher
Im Frühjahr ist der Ort, vor allem durch seine unzähligen blühenden Märzenbecherwiesen bekannt. Wanderungen durch das Tal sind in dieser Zeit besonders reizvoll. Für sonnenhungrige, abgehärtete Badefreunde ist das Waldbad Polenz zu empfehlen. Vor allem an warmen Sommertagen bietet es mit seiner Lage am Waldrand und durch den ständigen Zulauf von kühlem Quellwasser eine angenehme Erfrischung.
Eine Besonderheit ist auch das Polenzer Storchennest. Es passt in die dörfliche Idylle und befindet sich am Ortsausgang in Richtung Langenwolmsdorf.
Von 1995 - 2005 wurde Polenz in das Dorferneuerungsprogramm des Landes Sachsen aufgenommen. Durch diese Fördermaßnahme wurden private Gebäude sowie Straßen und Wege restauriert bzw. erneuert.
Radfahrbegeisterte finden in Polenz gut ausgebaute Radwanderwege, so u. a. einen Teil des Radwanderweges "Rund um Neustadt" und des Fernradweges. Der Ortsteil Polenz feierte im Juli 2012 sein 750-jähriges Bestehen.