Практически каждый боевой вылет сопровождался напряженной воздушной схваткой. Уже 13 сентября Литвяк одержала свою первую победу. «Юн-керсы», сопровождаемые «мессерами», летели к Сталинграду. В составе своей группы Лиля вступила в бой. Это был ее второй вылет на Сталинградском фронте. Наметив себе цель, Лиля подошла к «Юнкерсу» сзади снизу. Заход был удачен: она расстреляла врага хладнокровно, как на полигоне. Счет открыт! Но бой продолжался. Увидев, что Рая Беляева ведет единоборство с «Мессершмиттом», Литвяк бросает свой «Як» на помощь подруге. И как своевременна была эта подмога: у Раи кончились боеприпасы. Заняв ее место и навязав пытавшемуся уйти фашисту поединок, Лиля сбивает и его. Две победы в одном бою! Не каждому боевому летчику такое под силу.

А под вечер Лиля вновь встретилась со своим противником. Летчик сбитого ею «мессера», плененный немецкий барон, ас из отборной эскадры «Рихтгофен» пожелал познакомиться со своим победителем. Ему представили Лилю —. белокурую, нежную с вида молодую женщину. Это буквально взбесило барона. Русские решили над ним посмеяться!

В январе 1943-го два женских экипажа, Екатерины Будановой и Лидии Литвяк, были зачислены в состав 296-го истребительного полка, который в то время базировался на аэродроме Котельниково под Сталинградом. В марте 1943 г. обстановка в воздухе осложнилась: в зону действия полка стали вторгаться группы из знаменитых фашистских эскадр «Рихтгофен» и «Удет». 22 марта в небе Ростова в составе шестерки «Яков» Лиля участвовала в перехвате группы «Юнкерсов-88» и один из них сбила. Подоспевшая на выручку фашистам шестерка Me-109 с ходу пошла в атаку. Литвяк заметила их первая. Чтобы сорвать внезапный удар, она одна встала на пути этой группы. После пятнадцатиминутного боя раненая летчица сумела привести искалеченный «Як» на свой аэродром.

Из госпиталя Лиля уехала в Москву, в свой дом на Новослободской улице, дав расписку, что в течение месяца будет долечиваться дома. Но уже через неделю столица осталась только в воспоминаниях. 5 мая, еще не совсем окрепнув, Лиля добилась, чтобы ее направили в составе группы прикрытия сопровождать наши бомбардировщики. Во время этого вылета завязался воздушный бой. Внезапно появившиеся со стороны солнца «мессеры» атаковали идущие плотным строем «Петляковы». В этой схватке Литвяк сбила еще одного врага. 7 мая она снова «вырывается» в небо. В жестоком бою еще один «мессер», задымившись, уходит из перекрестия ее прицела.

В конце мая на участке фронта, где действовал полк, фашисты «подвесили» аэростат наблюдения. Артиллерийский огонь, корректируемый наблюдателями, стал доставлять значительно больше хлопот нашим войскам. Лиля в одиночку уходит на задание. Взлетев, Литвяк предприняла хитроумный маневр — углубилась в тыл противника и на аэростат стала заходить из глубины вражеской территории, со стороны солнца. На максимальном газу, разогнав свой «Як» почти до флаттера, она пошла в атаку. С расстояния примерно 1 000 м открыла огонь из всех точек и стреляла, пока не проскочила рядом с падающим аэростатом, останки которого рухнули на землю. Июнь принес Лиле тяжелые испытания. Погибла Катя Буданова, ее лучшая боевая подруга. На глазах у всего полка потерпел катастрофу самолет Алексея Со-ломатина, единственного к тому времени в полку Героя Советского Союза, отличного парня, Лилиного любимого .

16 июля 1943-го, сопровождая Ил-2 к линии фронта, шестерка наших «Яков» завязала бой с тридцатью шестью фашистскими самолетами. Тридцать «Юнкерсов» и шесть «Мессершмиттов» пытались нанести удар по нашим войскам, но замысел их был сорван. В этом бою Литвяк развалила на части еще один «Юнкере» и вместе со своим ведомым сбила Me-109. И снова ранение, во второй раз. На требование врача уехать в госпиталь ответила категорическим отказом: «У меня достаточно сил». Через три дня она снова вступила в бой.

21 июля вместе с командиром полка Иваном Голышевым Литвяк вылетела на боевое задание, во время которого наша пара была атакована семеркой «мессеров». На командира насели четверо фашистов, на ведомую — трое. Обладая острым чувством взаимовыручки, Лиля не забыла о командире. Ей удалось сбить один из четырех «мессеров», наседавших на Голышева. Но силы были слишком неравны. Самолет Лили был подбит, и она, преследуемая врагами до самой земли, посадила его на фюзеляж в полукилометре от села Новиковка.

Слава о воинской доблести женщины — летчика-истребителя шла по всему фронту. Лилю любили и оберегали все летчики полка. Но не уберегли . 1 августа 1943 г. Литвяк три раза поднимала свой «Як» в небо войны. Третий бой был слишком тяжелым, его пришлось вести с большой группой вражеских истребителей. В этой схватке летчица одержала свою четырнадцатую победу, сбив Me-109. Последний ее боевой вылет был четвертым в этот день, когда шестерка наших истребителей вступила в смертельную схватку с сорока двумя фашистскими самолетами. В этом сражении враг недосчитался двух машин.

.Бой в небе над Мариновкой угасал. Разогнанная фашистская армада уходила на запад. Наша шестерка без потерь, прижавшись к верхней кромке облаков, взяла курс домой. И тут внезапно выскочивший из белой пелены шальной «мессер», прежде чем снова нырнуть в облака, успел дать очередь по ведущему последней пары . Як-1 с бортовым номером «23» на свой аэродром не вернулся. 4 августа 1943 г. гвардии младший лейтенант Литвяк Лидия Владимировна приказом по 8-й воздушной армий была навечно зачислена в списки 73-го гвардейского Сталинградского истребительного авиационного полка. А 8 августа она была посмертно представлена к званию Героя Советского Союза, которое она, бесспорно, заслужила.

Но этого высокого звания Лиле тогда не присвоили. Вместо Золотой Звезды в качестве посмертной награды пришел орден Отечественной войны 1-й степени . Лилин самолет упал на территории, занятой противником, в рощу возле хутора Кожевня под селом Дмитровка Шахтерского района. Кто и где ее похоронил — неизвестно.

В 1946 г. местные жители сдали на металлолом останки Лилиного самолета. Люди надолго потеряли след отважной летчицы. Бесстрашная Лиля, геройски погибшая в родном небе, похороненная в своей земле, на долгие годы осталась пропавшей без вести. Длилась эта неопределенность долгие сорок пять лет. Но след отважной летчицы упорно искали все эти годы. Искали однополчане, школьники, солдаты.

В 1968-м газета «Комсомольская правда» предприняла попытку восстановить честное Лилино имя. Оформление «Комсомолкой» представления к присвоению Л. В. Литвяк звания Героя было направлено в политическое управление ВВС. Поддержав благородный порыв коллектива газеты, командование ВВС все же не забыло о принципе «осторожность — не помеха», и вынесло вердикт: «Ищите. Найдете, будем говорить».

В 1971-м в поиски Литвяк включились юные бойцы отряда разведчиков военной славы, которым руководила Валентина Ващенко, учительница 1 - й школы города Красный Луч. Несколько лет подряд ребята и девчонки отряда вдоль и поперек «прочесывали» землю в районе села Мариновка.

Лилин след они нашли неожиданно, почти случайно. Позднее выяснилось следующее. Останки неизвестной летчицы, случайно обнаруженные местными мальчишками, похоронили 26 июля 1969 г. вместе с останками других воинов, погибших в,этом районе. Захоронение состоялось в центре села Дмитровка Шахтерского района. Перед этим врачи установили, что останки летчика принадлежат женщине невысокого роста. Так появилась на братской могиле № 19 села Дмитровка среди многих фамилий надпись «Неизвестный летчик».

Итак — летчица-истребитель! Но кто? В тот период в 8-й воздушной армии их было две — Екатерина Буданова и Лидия Литвяк. Катя геройски погибла в июне 1943-го. Ее могила известна. Значит, Лиля? Да, это, безусловно, была она. Полученная из Центрального архива Министерства обороны справка подтвердила сделанный вывод. В июле 1988-го имя Лидии Литвяк увековечено в месте ее захоронения, братской могиле № 19, которая находится в центре села Дмитровка. В ноябре 1988-го приказом заместителя министра обороны внесено изменение в пункт 22-й приказа Главного управления кадров от 16 сентября 1943 г, в отношении судьбы Литвяк написано: «Пропала без вести 1 августа 1943 г. Следует читать: погибла при выполнении боевого задания 1 августа 1943 г.». )