Créée en 2005 sur le campus de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) par la commission de l'AGEPoly PolyJapan[2] (d’où son nom), la convention a accueilli à cette époque plus de 6 000 visiteurs[3]. La convention quitte l'EPFL et déménage ensuite à Palexpo à Genève où elle a accueilli 8 000 visiteurs et à partir de 2007, elle emménage dans le Palais de Beaulieu à Lausanne, David Heim, le fondateur de Polymanga refusant d'intégrer le Salon du livre[4]. Pour l'édition 2013, la convention quitte Lausanne et déménage à Montreux au 2m2c[5] où elle atteindra les 35 000 visiteurs[6],[7]. En 2018, pour sa quatorzième édition, la convention a accueilli 41 000 personnes[8], en 2023 elle franchit la barre des 50 000[1],[9].
De 2024 à 2026, en raison de travaux de rénovation du 2m2c, le festival a lieu exceptionnellement au Palais de Beaulieu, à Lausanne[10],[11].
En 2025, Polymanga a célébré sa 20e édition. Selon la RTS, le festival a attiré 47 000 visiteurs durant le week-end de Pâques, soit une fréquentation inférieure à celle des trois éditions précédentes, qui avaient dépassé les 50 000 entrées[12]. La RTS relève également une hausse du public jeune et familial, avec 3 000 enfants de moins de 9 ans présents en 2025, contre 1 500 l’année précédente[12]. Le Nouvelliste présente cette édition comme celle du 20e anniversaire du festival[13].