Поликсена Соловьёва родилась в 1867 году в Москве, в знаменитой семье историка Сергея Соловьёва. Она была двенадцатым, последним ребёнком. Её брат — Владимир Соловьёв, великий философ и поэт, всегда оставался для неё главным ориентиром. Рано научившись читать, она полюбила стихи Фета, а позже занималась живописью у Поленова и Прянишникова в Школе живописи, ваяния и зодчества.
В печати она дебютировала в 1885 году в «Ниве», но долго не принимала себя всерьёз как поэта. Перелом наступил в Петербурге, где она взяла псевдоним Allegro и быстро вошла в круг символистов — дружила с Блоком, Гиппиус, Вячеславом Ивановым, Бальмонтом. Её сборник «Иней» (1905) получил одобрение Блока, хотя Брюсов относился к ней сдержанно, а сама она признавала техническую слабость своих стихов.
В 1905 году вместе с Наталией Манасеиной, своей спутницей жизни, Соловьёва основала детский журнал «Тропинка» и издательство при нём. Они выпустили более двадцати книг для детей — сказки, пьесы, переводы «Алисы в Стране чудес» и «Романа о лисе». В 1908 году Соловьёву наградили золотой Пушкинской медалью, а её журнал получил золотую медаль на выставке «Искусство в жизни ребёнка». Она сама иллюстрировала свои книги, и её рисунки высоко ценили Анненский и Розанов.
Последние годы жизни Соловьёва и Манасеина провели в Крыму, в Коктебеле, где Поликсена работала библиотекарем, читала лекции и переводила. Марина Цветаева в «Письме к Амазонке» оставила пронзительный портрет двух пожилых дам на диком крымском берегу — «сестры большого славянского мыслителя» и её подруги. В 1923 году они вернулись в Москву, а через год Соловьёва умерла после операции. Её похоронили на Новодевичьем кладбище, рядом с отцом и братьями. Она ушла почти забытой, но оставила после себя несколько тонких сборников стихов, уютный детский мир «Тропинки» и образ женщины, которая прожила свою жизнь без оглядки на чужие правила.