Родился в 1906 году в селе Сухой Отрог. В 1907 году вместе с семьей переселился в село Самарское Восточно-Казахстанской области.

            После окончания Оренбургской школы летчиков добровольно ушел сражаться в Китай, где совершил 189 боевых вылетов. В 1934 году награжден орденом Красного Знамени. В 1937 году возглавил бомбардировочную авиацию Ханькоуской группы в войне Китая против японских милитаристов.

            Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 ноября 1938 года Ф.П.Полынину присвоено звание Героя Советского Союза.

            С августа 1941 года возглавлял военно-воздушные силы Брянского фронта, участвовал в битве под Москвой, с 1943 года был командующим воздушной армии, в 1944 - 1947 годах возглавлял военно-воздушные силы войска Польского.

            Умер в 1981 году.