Le 586 IAP-PVO remporta 38 victoires dans le secteur avant d'être placé sous la responsabilité de la 287 IAD, en préparation de l'offensive soviétique sur le front de Voronezh, en direction de Kharkov qui fut déclenchée le 13 janvier 1943. Elle se poursuivit jusqu'au 3 avril, les Soviétiques perdant pendant cette période 55 475 hommes tués et 98 086 blessés, 1 023 chars, 2 106 pièces d'artillerie et 307 avions.
Volant constamment dans des conditions climatiques difficiles, Lilya augmenta son score personnel d'un beau doublé contre un Ju 88 et un Fw 190 de l'escorte.
Les mérites personnels de Lilya et de Katia furent enfin reconnus en haut lieu. Le 23 février 1943, elles furent promues au rang de Mali Leytenant (sous-lieutenant) et décorées de l'Ordre de l'Étoile Rouge au terme d'une cérémonie solennelle. Par la même occasion, elles furent toutes deux nommées chefs de patrouille.

À cette époque, Lilya volait fréquemment en compagnie du Mayor Baranov, du Gvardeyski Kapitan Kaminsky et du Starshy Leytenant Solomantin. Un jour de février, ils attaquèrent ensemble une formation de douze bombardiers allemands au-dessus de Bitvy, près de Stalingrad. Baranov et Lilya se partagèrent une victoire et les efforts de leurs équipiers firent que les bombardiers se débarassèrent de leurs bombes dans la nature et firent demi-tour. Quelques minutes plus tard, les quatre pilotes se heurtèrent à dix-sept Ju 88 escortés par des Fw 190. Au cours du combat, Solomantin et Kaminsky abattirent chacun un Ju 88, pendant que Baranov et Lilya s'occupaient des chasseurs. Les trois hommes rentrèrent au terrain pour constater que Lilya n'était pas avec eux. Peu après leur atterrissage, un Yak surgit à très basse altitude, prit un peu de hauteur et exécuta un looping avant de se poser. Lilya venait de signer une nouvelle victoire.
Baranov s'arrachait les cheveux, d'autant que les autres pilotes commençaient à imiter Lilya après chaque victoire. Pour couronner le tout, celle-ci leur sautait au cou à leur descente d'avion pour les féliciter, ce qui était tout à fait contraire au règlement. Baranov ressentait un mélange d'affection et d'agacement envers la jeune femme, dont il tenait cependant les capacités techniques en très haute estime. Toutefois, il comprit vite que le comportement extraverti de Lilya aidait considérablement les pilotes masculins à évacuer le stress au retour de leurs missions et renforçait leur agressivité au combat. Pour toutes ces raisons, il ferma les yeux sur les nombreuses et « graves » entorses au règlement.