Etter krigen ble hun ferdig med sin utdannelse ved universitetet i Kiev, og begynte på sin karriere som historiker. Fra 1945 til 1953 var hun ansatt som vitenskapelig assistent av den sovjetiske marinen. Hun var senere aktiv i den sovjetiske komité for krigsveteraner. Pavlitsjenko døde den 10. oktober 1974 i en alder av 58 år. Hun ble gravlagt i Moskva.