Грамматический словарь Зализняка (склонения слова):
Поднебесье, поднебесья, поднебесья, поднебесий, поднебесью, поднебесьям, поднебесье, поднебесья, поднебесьем, поднебесьями, поднебесье, поднебесьях
поднебе́сье
И (народно-поэт.) поднебесье, -я, ср.
Небесная высота, высь.
Когда всходит месяц — звезды радуются, Что светлей им гулять по поднебесью. Лермонтов, Песня про купца Калашникова.
Лишь одни журавли --- оглашают поднебесье грустной, тоскливой песней. Чехов, Свирель.
На заснеженной полянке, освещенной пламенем, взлетавшим в поднебесье, замелькали человеческие фигуры. Марков, Строговы.
ПОДНЕБЕСЬЕ, я, ср. Небесная высь. Орёл поднялся в п.
поднебе́сье
ПОДНЕБЕСЬЕ -я; ср. Трад.-поэт. Небесная высота, высь. В п. вьются жаворонки. Дом уходит в п. // О чём-л. расположенном высоко над землёй. Жить в п., на десятом этаже.
ПОДНЕБ’ЕСЬЕ и (·обл.) ПОДНЕБЕСЬЕ, поднебесья, мн. нет, ср. (·обл. и ·поэт. ). Подоблачная высь. «Высоко по поднебесью большой орел летел, он на землю посматривал и крыльями шумел.» ·песня.