Gregor Polončič je prve hokejske korake naredil pri Olimpiji, s 16. leti je prvič zaigral člansko selekcijo HK Maribor, kamor ga je posodila Olimpija. Zatem je nadaljeval v članski ekipi Olimpije, kjer je ostal tri sezone, igralsko kariero nadaljeval v češki extra ligi, se vrnil v Slovenije in zaigral za Olimpijo in Jesenice v ligi EBEL.

Barve Slovenije je zastopal že v mlajših selekcijah, za člansko selekcijo pa je igral na osmih svetovnih prvenstvih, med drugim tudi prvič v elitni diviziji leta 2002.

Svojo trenersko pot je začel pri HK SLavija in nadaljeval pri HK Maribor, kjer je skrbel za mlajše selekcije. V sezoni 2019/20 se je našemu klubu sprvaj pridružil kot pomočnik trenerja, vodenje članske ekipe pa je prevzel oktobra 2019.