Родился в Днепропетровске, в семье служащих. В 1947 году окончил физико-математический факультет Хабаровского педагогического института. Работал преподавателем физики, сотрудничал в журнале «Изобретатель и рационализатор». Последние годы жизни в Подольске под Москвой, тяжело болел.
Творчество автора отличает сочетание бытового реализма с фантастическим сюжетом, что иногда воспринималось критиками как недостаток, однако выражало взгляд части советских фантастов 1960-х годов на реальность фантастики.
Первое фантастическое произведение Полещука, повесть «Звёздный человек» (1957), имеет достаточно традиционный фантастический сюжет — контакт с негуманоидным инопланетянином. Эта повесть, появившаяся одновременно с «Туманностью Андромеды» И. Ефремова, была отмечена характерными чертами новой волны советской фантастики — антиавторитаризм, расширение горизонтов, совмещение реалистичного изображения героев и фантастического действия. Примечательно, что в повести описан шлем виртуальной реальности, идея которого в те времена была чисто фантастической. Финал повести показывает знакомство автора с идеями гелиобиологии и взглядами А. Чижевского.
Следующее, лучшее по оценкам критиков, произведение Полещука — детская фантастическая повесть «Великое делание, или Удивительная история доктора Меканикуса и его собаки Альмы», сочетающая рассказ о фантастастических изобретениях и открытиях, историю и современность. История алхимических поисков, переходящих в историю семьи потомственных химиков, завершается в наши дни открытием газа — одновременно галлюциногена и усилителя интеллекта, с помощью которого создаётся говорящая собака. Аркадий Стругацкий в письме брату (19 марта 1959 г.) писал об этой повести: «Блестящая полусказка… Это, брат, шедевр. Талантище!».
В повести «Ошибка Алексея Алексеева» (1961) использована оригинальная идея о создании искусственной микровселенной, в которой зарождается жизнь и разум.
В повести «Падает вверх» (1964), где показано применение антигравитации, основанной на идеях «машины Дина» (), автор описал множество случаев встреч с «летающими тарелками» и высказал гипотезу о том, что НЛО — информационный заряд инопланетного разума, отправленный для стимуляции технического прогресса человечества. Повесть имеет сильный автобиографический элемент, в ней уделено внимание описанию психологии изобретателя, взаимоотношениям учёных и военных, самой атмосфере импровизированных технических чудес, приближающая автора к таким его соратникам по жанру как Г. Альтов и В. Журавлёва. В этой же повести Полещук с ясностью и трезвостью описал психологический феномен «контактёрства», ныне широко известный по уфологической литературе.
В повести «Эффект бешеного Солнца» (1970), последнем опубликованном при жизни произведения Полещука, снова заметно влияние идей А. Чижевского. По мнению критики, детективный сюжет и психологическое неправдоподобие характера главного злодея, на фоне которых теряются фантастические идеи, снижают литературный уровень произведения.
Неопубликованная при жизни повесть писателя «Ингибиторы атакуют», написанная в соавторстве с Идой Кружковской, была издана посмертно под названием «Имбиторы атакуют на заре» (1990).
Произведения Полещука переведены на английский, болгарский, венгерский, монгольский, немецкий, польский, сербско-хорватский, словацкий, французский, чешский, японский языки.