蘇聯英雄
1941年6月22日,德國入侵蘇聯時,柳德米拉已經是24歲的基輔國立大學主修歷史的學生了。和許多同學一樣,柳德米拉報名參加了紅軍,她近乎標準的女軍人儀表贏得了招兵官員的青睞,他們認為她可以做一個很優秀的後勤人員或者戰地護士,但是她卻表示希望拿起一支步槍到前線直接打擊敵人,她要做一名真正的戰士。招兵軍官笑了起來,問她:“你知道怎么拿槍嗎?”柳德米拉馬上熟練地擺出了瞄準的架勢,並自信地說自己可是個神槍手。但是軍官仍然試圖勸說柳德米拉作一個戰地護士,他們向她描述戰場的殘酷和血腥:“子彈可不會管你是不是女人。”但是這被柳德米拉沒有商量餘地的拒絕了。最終,柳德米拉參加了紅軍,到25步兵師做了一名步槍射手。
1941年8月,第25步兵師奉命保衛一個位於巴亞耶夫卡附近Belyayevka極具價值的山頭。在巴亞耶夫卡附近的一個村落,柳德米拉接到命令,將要執行她的第一次狙擊任務。槍響了,瞄準鏡中頓時出現血花飛濺的瞬間。柳德米拉獲得了她的第一個戰果。第二個目標又出現了,此刻的柳德米拉沒有絲毫猶豫。敵人瞬間斃命,柳德米拉獲得了她的頭2個戰果,她真正的狙擊生涯由此開始了。柳德米拉和一個觀察兵一道活動,武器是1支帶P.E.4瞄準具的莫辛-那甘1891/30 7.62毫米狙擊步槍。這種5發彈倉的步槍的初速是2800英尺/秒,有效射程超過600碼,是當時最好的狙擊步槍之一。在敖德薩作戰的2個半月里,柳德米拉一共打死了187個敵人。
然而柳德米拉改變不了戰局,敖德薩終於在德軍的強大攻勢下無法堅守,蘇軍獨立瀕海集群撤往塞瓦斯托波爾。在接下來的殘酷戰鬥中,柳德米拉於1942年6月被德軍迫擊炮彈炸傷。蘇軍最高統帥史達林得知這一訊息後,立即下令柳德米拉乘潛艇撤離塞瓦斯托波爾。到這時,她的戰果已達驚人的309個,成為蘇軍赫赫有名的女狙擊手。這個數字不但震驚了全蘇軍和蘇聯,也震驚了整個世界。
柳德米拉隨即被塑造為一個了不起的女英雄。在不到一個月的時間後,柳德米拉訪問了美國,成為第一個被羅斯福總統接見的蘇聯公民。隨後柳德米拉在美洲繼續訪問,她來到加拿大,在演講里講述自己的經歷。回國後,被晉升為近衛軍少校的女英雄柳德米拉在上級的安排下再沒有參加過戰鬥,儘管她是那么希望再次舉起她的狙擊槍。
1943年10月25日,柳德米拉·米哈伊爾洛夫娜·帕夫利琴科被授予蘇聯英雄的榮譽稱號和金星勳章。
戰後生活
戰後的1945--1953年間,她在蘇聯海軍供職,並晉升海軍少將軍銜。
1976年,以她為主題,蘇聯發行了一枚紀念郵票。
柳德米拉從海軍退役後,又在蘇聯軍事支援輔助委員會供職。
不幸逝世
1974年10月10日,柳德米拉·米哈伊爾洛夫娜·帕夫柳琴科不幸逝世,年僅58歲,被安葬在莫斯科的Novodevichiye公墓。
在她的墓志銘上,有這么一段話,“痛苦如此持久,像蝸牛充滿耐心地移動;快樂如此短暫,像兔子的尾巴掠過秋天的草原”。