Njegova starša sta bila sodnik Jurij Polenšek in gospodinja Frančiška, rojena Dermastija. Osnovno šolo je obiskoval v Trebnjem, škofijsko gimnazijo v Šentvidu pri Ljubljani, slovensko državno gimnazijo v Gorici in leta 1920 maturiral na novomeški gimnaziji. Tega leta je sodeloval pri organizaciji prve pokrajinske likovne razstave v Novem mestu (gibanje novomeška pomlad) ter se vpisal na študij medicine v Gradcu.
Že od leta 1921 je kot študent medicine pomagal v bolnišnici usmiljenih bratov v Novem mestu. Po diplomi leta 1926 je stažiral in služboval v vojni bolnici ter nato v Splošni bolnici v Ljubljani, se strokovno izpopolnjeval v Rimu in leta 1930 postal zdravnik samostojne zdravstvene občine Šmihel–Stopiče, po njeni ukinitvi leta 1934 pa banovinski zdravnik združene zdravstvene občine Novo mesto – okolica. Leta 1936 je začel opravljati dodatno službo ordinarija v bolnišnici usmiljenih bratov v Novem mestu ter prevzel vodenje internega oddelka, se tega leta tudi poročil in imel v zakonu pet otrok. Istega leta je bil na občinskih volitvah kot nosilec liste JRZ izvoljen za predsednika mestne občine Novo mesto. Po razpadu Jugoslavije aprila leta 1941 je še do kapitulacije Italije opravljal županske posle. Kot župan ni priznal in podprl dejavnosti protirevolucionarnega tabora, ki so se v tem času vršile po mestu. Partizanom je nudil zaščito in zdravstveno oskrbo tako v bolnišnici kot na terenu ter nekaterim njihovim družinam tudi denarno pomoč. Po koncu italijanske okupacije ga je odporniško gibanje imenovalo za področnega zdravnika v sanitetnem odseku.
Nova revolucionarna oblast ga je po koncu vojne obsodila na 8 let odvzema svobode s prisilnim delom, izgubo volilne pravice, izgubo pravice do javne službe ter zaplembo celotnega premoženja. Po dveh mesecih zapora v delovnem taborišču pri Kočevju je bil zaradi splošne amnestije izpuščen. Nato je leto dni služboval v Celju, dva meseca v Kostanjevici na Krki, sodeloval v Gackem v Hercegovini pri zatiranju pegastega legarja ter delal pri Zavodu za socialno zavarovanje v Novem mestu.
Od leta 1949 ter vse do upokojitve leta 1969 je bil zaposlen kot splošni zdravnik v Zdravstvenem domu Novo mesto. Do leta 1957 je imel na domačem domu tudi zasebno prakso. Okrožno sodišče v Novem mestu ga je s sklepom leta 1956 rehabilitiralo. Novomeški frančiškani so mu leta 1967 podelili posinovljenje in ga sprejeli v bratsko skupnost frančiškanske družine. Po upokojitvi je postal prvi zdravnik zdravstvene ambulante v tovarni zdravil Krka v Novem mestu.
Red Sv. Save V. reda, 1940
Polenšek, J. Novomeški župani med svetovnima vojnama. Novo mesto, 2008, str. 65-77.
Zasebni arhiv Marka Polenška
Ustni vir: Marko Polenšek, Novo mesto