Elle est née à Moscou, SFSR russe, Union soviétique, le 18 août 1921. Elle a commencé à voler à l'âge de 15 ans et en 1940, elle est diplômée de l'école d'aviation de l'Université technique nationale de Kherson. Elle a également suivi un cours supplémentaire en navigation.
Au début de la Seconde Guerre mondiale, elle a postulé pour servir au combat, mais sa demande a été refusée parce que les femmes n'étaient pas autorisées à se battre. Cependant, elle et Marina Raskova ont continué à envoyer leurs demandes au gouvernement jusqu'à ce que Joseph Staline lui-même ordonne la création du 586th Fighter Aviation Regiment, une unité de chasse entièrement féminine.
Elle est ensuite devenue pilote de chasse dans les forces aériennes soviétiques. Elle a été affectée au 586th Fighter Aviation Regiment, commandé par Marina Raskova. Elle a effectué des missions de combat contre les Allemands lors de la bataille de Stalingrad et de la bataille de Koursk, et a été créditée de 12 victoires en solo et de 4 victoires partagées.
Elle a été tuée le 1er août 1943 après avoir accompli sa 180e mission de combat lorsque son avion a été abattu par des tirs antiaériens près de Krasnyi Luch. Elle a reçu à titre posthume le titre de Héros de l'Union soviétique.
Au total, Lily a effectué environ 265 missions de combat et remporté 16 victoires en solo. Elle est devenue un symbole de patriotisme et de courage pour de nombreuses femmes de l’Union soviétique et son histoire continue d’inspirer les gens aujourd’hui.