17 июля 1943 года советские войска Южного фронта начали Миусскую наступательную операцию в Донбассе. С первого же дня над полем битвы разгорелись ожесточённые воздушные бои. 19 июля Буданова была назначена в прикрытие группы Ил-2, направлявшихся на штурмовку немецких позиций Миус-фронта. Вблизи города Антрацит группа была атакована немецкими истребителями. В упорном бою с группой Me-109 Буданова была сбита. Ей удалось посадить самолёт в поле, и подбежавшие местные жители, наблюдавшие за боем, вытащили лётчицу из самолёта. Буданова умерла от полученных ран, не приходя в сознание, и была похоронена на окраине села Новокрасновка.