Polenzko ist ein Ortsteil der Stadt Zerbst/Anhalt im Landkreis Anhalt-Bitterfeld in Sachsen-Anhalt (Deutschland).
Bis zum 31. Dezember 2009 war Polenzko eine selbständige Gemeinde mit den zugehörigen Ortsteilen Bärenthoren und Mühro.
Auf einer Gemeindefläche von 19,92 km² lebten 296 Einwohner (31. Dezember 2008). Am 1. Januar 2010 erfolgte die Eingemeindung nach Zerbst/Anhalt.
Das Dorf Polenzko nahe den Quellen der (mittleren) Nuthe am Rande des Hohen Fläming liegt ca. 15 Kilometer nordöstlich von Zerbst und ca. 22 Kilometer nördlich von Dessau-Roßlau.
Das waldreiche Gebiet östlich von Polenzko erreicht Höhen von bis zu 136 m ü. NHN (Weinberge).
Das Dorf Bärenthoren gehörte bis 2009 zur Gemeinde Polenzko. Danach wurde es Ortsteil der Stadt Zerbst/Anhalt.
Bekannt wurde das Dorf durch die Bärenthorener Kiefernwirtschaft, die der Forstwissenschaftler Friedrich von Kalitsch 1884 begründet hatte und die heute mit einer Fläche von 193 Hektar ein Waldkulturdenkmal bildet.
Die im 12. Jahrhundert erbaute Dorfkirche gehört zu einer Reihe geplanter Themenkirchen des Evangelischen Kirchenkreises Zerbst.
Die Polenzkoer Kirche ist ganzjährig als Weihnachtskirche konzipiert. Die überdimensionalen Krippenfiguren Maria und Josef schuf der Zerbster Holzbildhauer Horst Sommer aus Pappelstämmen.
Am 3. Adventssonntag 2009 erhielt die Kirche ein rund anderthalb Meter langes und mehrere hundert Kilogramm schweres Jesuskind. Weitere Krippenfiguren wie die Hirten sowie Ochse und Esel sollen folgen.
Auf Informationstafeln werden Advents- und Weihnachtsbräuche dokumentiert.