In de periode 2010–2019 speelde Pavljoetsjenkova incidenteel op de grandslamtoernooien, maar wist daar nooit een partij te winnen. In 2021 won zij evenwel de gouden medaille op de Olympische spelen van 2020 in Tokio, aan de zijde van Andrej Roebljov – in de finale versloegen zij hun landgenoten Jelena Vesnina en Aslan Karatsev in de match-tiebreak.