波利卡尔波夫出生于1892年6月，

1916年开始参与“伊里亚·穆罗梅茨”型飞机的设计工作。

1918年，他被调至莫斯科“杜克斯”飞机工厂从事飞机制造。

从1923年开始，他独立领导飞机设计工作。

1927年波利卡尔波夫领导设计了伊-3木质双翼战斗机，它的发展型伊-5于1930年问世，这是一种轻便灵活的战斗机。他还领导研制出P-5侦察机，可用于侦察、轰炸和民用任务。

30年代初在前苏联政府提出的“飞得最高、最快、最远”的口号鼓舞下，波利卡尔波夫于1933年至1934年又设计出两种有名的战斗机伊-15和伊-16，这两种战斗机在实战中表现不俗。

1929年10月，他被捕并判死刑；但两个月后，他被送至苏联第39中央设计局，在那里研制出伊-5战斗机。 1931年，斯大林等领导人观看了伊-5型战斗机的成功试飞后，决定暂缓执行对波利卡尔波夫的判决。同年7月，波利卡尔波夫被大赦。