Полторанин четырежды представлял Казахстан на Олимпийских играх: в 2006 году в Турине, в 2010 году в Ванкувере, в 2014 году в Сочи и в 2018 году в Пхёнчхане. В Турине Полторанин принял участие в гонке на 15 км классическим стилем, заняв 39-е место. В Ванкувере Полторанин выступал в трёх дисциплинах, продемонстрировав отличные результаты. Если в гонке на 15 километров свободным стилем он занял 14-е место, то в индивидуальном и командном спринте он поднялся уже на пятую итоговую позицию.