Powróciła do Moskwy w 1937, gdzie otrzymała Order Czerwonego Sztandaru i rozpoczęła służbę w wydziale broni pancernej ministerstwa obrony ZSRR. Po wybuchu wojny radziecko-niemieckiej w 1941 zajęła się ewakuacją z Moskwy dokumentacji ministerstwa obrony. Po rozpoczęciu dostaw amerykańskich w ramach Lend-Lease, Nediałkowa zajęła się tłumaczeniem instrukcji obsługi sprzętu wojskowego na język rosyjski. Od 1943 pracowała jako inżynier w zakładach Dinamo w Moskwie, zajmujących się remontem czołgów T-34, skąd w 1944 trafiła do oddziału remontowego 2 Frontu Ukraińskiego. Koniec wojny zastał ją w Budapeszcie.