Hon föddes i Moskva, Ryska SFSR, Sovjetunionen den 18 augusti 1921. Hon började flyga vid 15 års ålder och 1940 tog hon examen från Kherson National Technical University Aviation School. Hon gick även en tilläggskurs i navigation.
I början av andra världskriget ansökte hon om stridstjänst men hennes begäran avslogs eftersom kvinnor inte fick slåss. Hon och Marina Raskova fortsatte dock att skicka sina förfrågningar till regeringen tills Joseph Stalin själv beordrade skapandet av 586:e Fighter Aviation Regiment, en stridsenhet som bara består av kvinnor.
Hon blev stridspilot i det sovjetiska flygvapnet. Hon tilldelades det 586:e Fighter Aviation Regiment, under befäl av Marina Raskova. Hon flög stridsuppdrag mot tyskarna i slaget vid Stalingrad och slaget vid Kursk och krediterades med 12 solomord och 4 delade dödar.
Hon dödades den 1 augusti 1943 efter att ha avslutat sitt 180:e stridsuppdrag när hennes plan sköts ner av luftvärnseld nära Krasnyi Luch. Hon tilldelades postumt titeln Sovjetunionens hjälte.
Totalt flög Lily runt 265 stridsuppdrag och uppnådde 16 solo-segrar. Hon blev en symbol för patriotism och mod för många kvinnor i Sovjetunionen och hennes berättelse fortsätter att inspirera människor idag.