В октябре 1941 года стрелков 25-й Чапаевской дивизии эвакуируют в Севастополь. К этому времени на счету Людмилы Павличенко уже 187 вражеских солдат.
«Когда я проходила по улицам Севастополя, меня часто останавливали ребятишки и спрашивали: “Сколько вчера убила?”. Я обстоятельно докладывала им. Однажды мне пришлось честно сказать, что я уже несколько дней не стреляла по врагам. “Плохо”, — в один голос сказали ребятишки. А один, самый маленький, сурово добавил: “Очень плохо. Фашистов надо убивать каждый день”».
Каждое утро Людмила уходила в засаду, маскировалась. Проходили долгие часы, а иногда и сутки ожидания, прежде чем раздавался смертельный выстрел.

Сама Павличенко признавалась, что многому научилась у врага. Снайперы вермахта устанавливали палку с каской так, будто это солдат, и наблюдали. А выстрел в муляж опасен, он может обнаружить бойца и стоить ему жизни.
«Многому меня научили и немецкие снайперы, и их наука пошла в пользу. Бывало, они меня как подловят, приложат к земле. Ну, я и кричу: “Пулеметчики, спасайте!”. И до тех пор, пока они не дадут пару очередей из пулемета, я выйти из-под обстрела не могу. А пули все время над ухом свистят и ложатся буквально рядом с тобой, но не в меня».

Людмила заняла огневую позицию и затаилась. Опытный вражеский стрелок, будто заподозрив, что на него ведут охоту, ничем себя не выдавал. Так прошли сутки, а Павличенко все лежала, не шелохнувшись и не сомкнув глаз. На рассвете она заметила движение — еле заметно нацистский стрелок двигался в ее сторону. Павличенко тоже пошла на сближение…Медленно тянулись секунды, полные напряжения и нечеловеческого самообладания. В прицел Людмила разглядела лицо своего врага – он тоже смотрел на нее. Исход дуэли зависел от долей секунды, и Павличенко первой спустила курок…

«Под Севастополем немцы здорово жаловались на наших снайперов, знали многих наших снайперов по именам, часто говорили: “Эй ты, переходи к нам!”. А потом говорили: “Будьте вы прокляты! Все равно пропадете”».
В июне 1942 года Людмила была ранена. Из госпиталя ее, недавно получившую звание лейтенанта, направили с делегацией в Канаду и США. Павличенко выступала перед молодежными организациями, рассказывая о войне, не скрывая всех ее ужасов. В Чикаго она произнесла свою знаменитую речь: «Джентльмены. Мне двадцать пять лет. На фронте я уже успела уничтожить триста девять фашистских захватчиков. Не кажется ли вам, джентльмены, что вы слишком долго прячетесь за моей спиной?!»
После возвращения из поездки Павличенко в боевых действиях не участвовала. Она обучала будущих стрелков в школе снайперов «Выстрел».