Hans opprinnelige navn var (Валерий Иванович Коршунов). Etter å ha blitt adoptert av sin stefar i 1957, skiftet han navn. Poljakov ble uteksaminert fra videregående skole i 1959. Deretter begynte han ved 1. Moskvas medisinske institutt «Ivan M. Setsjenov», og tok slutteksamen i 1965. I 1976 tok han doktorgrad i medisinske vitenskaper.