После начала 22 июня 1941 года Великой Отечественной войны, вместе с мужем приняли решение записаться добровольцами в действующую армию. После того, как дочь была отправлена в Куйбышев (чтобы в дальнейшем её забрали в семью родители мужа), 23 июня 1941 года они подали заявления в Ленинский районный комиссариат, однако вместо отправки на фронт были направлены на хирургические курсы совершенствования квалификации. После окончания курсов, 3 июля 1941 года В. Павлова получила отказ из военкомата (поскольку являлась подданной Болгарии, 1 марта 1941 года присоединившейся к пакту «Рим — Берлин — Токио» и вошедшей в число стран «оси») и обратилась с заявлением о пересмотре решения в Международный отдел ЦК ВКП(б). Её заявление было передано на рассмотрение в ЦК ВЛКСМ, куда В. Павлова была приглашена на собеседование. По результатам собеседования, 5 июля 1941 года В. Павлова была зачислена в ОМСБОН и направлена на прохождение службы в медицинско-санитарную часть бригады.