Tėvai: Vaclovas Puolis (? – apie 1935) ir Marija Rudminaitė-Puolienė iš Kraupėnų (Ukmergės r.) – žemdirbiai ūkininkai. Brolis ir seserys: Stanislava Puolytė-Imbrasienė (1909–?) – žemdirbė, Marijona Puolytė-Proscevičienė (1912–?) – emigrantė Lenkijoje ir Apolinaras Puolis (1924–1950).

1927–1932 m. mokėsi Kurklių (Anykščių r.) pradžios mokykloje. Tėvams persikėlus į motinos tėviškę Kraupėnų kaimą (Ukmergės r.), 1932–1938 m. gyveno pas tėvus ir dirbo ūkyje. 1938–1939 m. mokėsi Kauno technikos mokykloje, įgijo automechaniko specialybę.

1939–1940 m. J. Polis dirbo Kauno autobusų parko mechaniko pavaduotoju. 1940–1944 m. jis vėl gyveno Šilinės kaime pas tėvus ir dirbo ūkyje.

Nuo 1944 m. iki gyvenimo pabaigos J. Polis gyveno, dirbo ir kūrė Vilniuje. 1944–1956 m. jis buvo Vilniaus kelių valdybos automechanikas.

1956–1959 m. J. Polis dirbo Lietuvos telegramų agentūros ELTA fotolaboratorijos vedėju, 1959–1961 m. – žurnalo "Statyba ir architektūra" fotografu, 1961–1970 m. buvo kombinato "Dailė" fotografas.

Nuo 1970 m. J. Polis buvo Lietuvos fotomenininkų sąjungos narys, laisvas fotomenininkas. 1970–1980 m. jis buvo Lietuvos fotomenininkų sąjungos fotografas. Nuo 1995 m. J. Polis buvo šios sąjungos Garbės narys.

J. Polis pradėjo fotografuoti nuo 1932 m., kai tėvas jam nupirko pirmąjį fotoaparatą.

1939 m. per Šv. Antano atlaidus Lėne (Ukmergės r.) jis fotografavo Lietuvos prezidento Antano Smetonos viešnagę gimtinėje.

Nuo 1956 m. J. Polis fotografuodavo į Lietuvą atskridusius ar traukiniais atvykusius oficialius svečius, įamžino užsienio lietuvių viešnagių ir susitikimų akimirkas. Jo nuotraukų objektai buvo dailės kūriniai, vitražai, teatrų spektakliai, Lietuvos kraštovaizdis.

Lietuvos Atgimimo metais J. Polis įamžino masinius Sąjūdžio renginius, Baltijos kelią, fotografavo Sąjūdžio steigiamąjį suvažiavimą (1988 m.). Jis fotografavo Sausio 13-osios aukų laidotuves (1991 m.), buvo oficialus popiežiaus Jono Pauliaus II vizito Lietuvoje fotografas (1993 m.). J. Polio fotografijos laikomos tiksliu fotometraščiu, kuriame užfiksuoti svarbiausi politiniai bei visuomeniniai Lietuvos Atgimimo įvykiai.

J. Polis parengė ir išleido fotografijų albumus:

1978 m. – "Taikomoji dailė" (su kitais autoriais).

1979 m. – "Lietuvos vitražas" (su kitais autoriais).

1982 m. – "Kviečia Jūrų muziejus", "Vilniaus universitetas" (atvirukų aplankas).

1984 m. – "Kazys Morkūnas".

1986 m. – "Lietuva" (su kitais autoriais).

1988 m. – "Gimtoji žemė Lietuva".

1989 m. – "Atgimstanti Lietuva" (išleistas 50 tūkst. egzempliorių tiražu).

1992 m. – "Einu per Lietuvą".

1994 m. – "Malda Lietuvai".

1996 m. – "Lietuvos pajūris".

1998 m. – "Lietuvos teatrai", "Lietuva – Tėvynė mūsų" (pirmasis albumas).

2001 m. – "Lietuva – Tėvynė mūsų" (antrasis albumas).

Jis surengė personalines parodas: Vilniaus Fotografijos galerijoje (1988 m.),  "Lietuvos pajūris" Nidos kultūros centre (2000 m.), "Lietuva – Tėvynė mūsų" Vilniaus Rotušėje (2000 m.), Klaipėdos Parodų rūmuose (2000 m.), Kauno "Fujifilm" fotografijos galerijoje (2000 m.), Vilniaus Sausio 13-osios brolijoje (2003 m.), "Lietuva tėvynė mūsų" Vilniaus "Prospekto" galerijoje (2009 m.).

J. Polio autorinės fotografijos parodos buvo surengtos Vokietijoje (Lietuvos ambasadoje Berlyne, Leipcigo knygų mugėje, Vasario 16-osios gimnazijoje), JAV (Čikagoje, Klyvlende, Medisone), Rusijoje (Lietuvos ambasadoje Maskvoje, Sankt Peterburge).

J. Polis įrengė nuolatinę savo kūrybos ekspoziciją Anykščių kultūros centre (2006 m., veikė iki patalpų remonto 2008 m.).

Už nuopelnus Lietuvai J. Polis buvo apdovanotas Lietuvos Didžiojo kunigaikščio Gedimino ordino medaliu (2000 m.).

Vedė 1941 m., žmona Valerija Tilindytė-Polienė (?–1965) iš Kraupėnų. Liko našlys. Duktė Birutė Polytė-Butkienė (g. 1943 m.) – medikė mokslininkė.

Vėl vedė, žmona Bronė Vildžiūnienė-Polienė (1921–2011). Liko našlys.

Mirė 2015 m. vasario 25 d. Vilniuje. Palaidotas Kraupėnų (Ukmergės r.) kapinėse šeimos kape prie artimųjų. Kapą ženklina jo paties suprojektuota paminklinė kompozicija su fotoaparatu ant trikojo, juodo šlifuoto akmens piramidėje įtaisytas įrašas metalinėmis raidėmis: "Fotomenininkas / Juozas Polis / 1920–2015".