Ab 1970 hatte er eine Stelle als Lecturer am Institut für internationale Geschichte der London School of Economics und wurde dort 1989 zum Professor berufen. Da er Forschungsgelder der LSE auf sein Institut umgeleitet hatte, verließ er 1991 die LSE und ging 1992 in die USA an die Brandeis University. 1999 erhielt er dort die Albert Abramson Professur für Holocauststudien, die am United States Holocaust Memorial Museum und bei der Brandeis Universität angesiedelt ist. Gastprofessuren führten ihn nach Warschau, Wien und Kapstadt, und er forschte am Oxford Centre for Hebrew and Jewish Studies. Polonsky ist in die Kontroverse über die Bewertung des Massaker von Jedwabne verwickelt, die 2001 durch die Studie "Nachbarn" von Jan T. Gross ausgelöst wurde, und ist wie dieser Ziel von Kritik polnischer Historiker. Polonsky ist Berater des Museums der Geschichte der polnischen Juden in Warschau.