પૂનમ ધિલ્લોનનો જન્મ 18 એપ્રિલ 1962ના રોજ ઉત્તર પ્રદેશના કાનપુરમાં થયો હતો.
તેમના પિતા ભારતીય વાયુસેનામાં એરક્રાફ્ટ એન્જિનિયર હતા. પૂનમ ધિલ્લોન ડૉક્ટર બનવા માંગતી હતી, પરંતુ નસીબમાં કંઈક બીજું હતું.
1978માં પૂનમ ધિલ્લોને 16 વર્ષની ઉંમરે મિસ ઈન્ડિયાનો ખિતાબ જીત્યો હતો. એક દિવસ દિગ્દર્શક યશ ચોપરાની નજર પૂનમ પર પડી અને તેણે 16 વર્ષની પૂનમને તેની ફિલ્મ ‘ત્રિશૂલ’ ઓફર કરી.
આ ફિલ્મમાં તેને અભિનેતા સંજીવ કુમાર, શશિ કપૂર અને અમિતાભ બચ્ચન જેવા પ્રખ્યાત સ્ટાર્સ સાથે કામ કરવાની તક મળી. આ ફિલ્મમાં પૂનમ ધિલ્લોને સંજીવ કુમારની પુત્રી અને શશિ કપૂર-અમિતાભ બચ્ચનની બહેનની ભૂમિકા ભજવી હતી.
પૂનમે આ ફિલ્મમાં તેના શાનદાર અભિનયથી સૌનું ધ્યાન ખેંચ્યું હતું. ત્રિશુલ પછી, યશ ચોપરાએ તેમના પ્રોડક્શન હાઉસની ફિલ્મ નૂરીમાં ફારૂક શેખ સાથે પૂનમ ધિલ્લોનને કાસ્ટ કરી. નૂરીમાં પૂનમની સુંદરતાના લોકો દિવાના બની ગયા હતા. આ ફિલ્મ માટે પૂનમને ફિલ્મફેર એવોર્ડમાં બેસ્ટ એક્ટ્રેસનું નોમિનેશન પણ મળ્યું હતું.
આ પછી પૂનમ ઘણી ફિલ્મોમાં જોવા મળી. 1988માં પૂનમે ફિલ્મ પ્રોડ્યુસર અશોક ઠાકરિયા સાથે લગ્ન કર્યા. અશોક અને પૂનમને 2 બાળકો છે, એક પુત્ર અને એક પુત્રી.
લગ્ન બાદ પૂનમે લગભગ પાંચ વર્ષ સુધી ફિલ્મોમાં કામ કર્યું ન હતું. જોકે, આ સંબંધ લાંબો સમય ટકી શક્યો નહીં અને 1997માં બંનેના છૂટાછેડા થઈ ગયા. આ પછી પૂનમ તેના બે બાળકો સાથે અલગ રહેવા લાગી હતી.
વર્ષ 1997માં પૂનમે ફરી એકવાર ફિલ્મ ‘જુદાઈ’થી બોલિવૂડમાં કમબેક કર્યું હતું. પૂનમ ધિલ્લોનની મુખ્ય ફિલ્મોમાં કાલા પથ્થર, દર્દ, બસેરા, તેરી કસમ, નામ, કર્મ, દિલ બોલે હડિપ્પા, રમૈયા વસ્તાવૈયા, જય મમ્મી દી વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.
ફિલ્મો ઉપરાંત પૂનમ નાના પડદા પર પણ જોવા મળી હતી. પૂનમ ‘બિગ બોસ’ સીઝન 3ની સ્પર્ધક પણ રહી ચૂકી છે. તે બિગ બોસ 3ની સેકન્ડ રનર અપ હતી. આ સાથે તેણે ‘અંદાઝ’ અને ‘કિટી પાર્ટી’ જેવી ઘણી સિરિયલોમાં કામ કર્યું.