W 1837 r., w wieku 17 lat, poślubiła Iwana Iwanowicza Panajewa, wówczas początkującego dopiero literata i dziennikarza. Razem prowadzili salon literacki w którym gromadziła się elita Petersburga, m.in. Nikołaj Czernyszewski, Iwan Turgieniew, Wissarion Bielinski. Panajewa uważana była za jedną z najpiękniejszych kobiet Rosji a jej talent literacki dodatkowo przyciągał młodych artystów. W Panajewej zakochany był Fiodor Dostojewski, który bywał w jej salonie w latach 1845–1846. Zakochał się w niej też 26-letni wówczas Nikołaj Niekrasow, ale początkowo odrzuciła jego uczucie, przez co prawie popełnił samobójstwo. Podczas podróży Panajewów i Niekrasowa do guberni kazańskiej Awdotja i Nikołaj Aleksiejewicz nawiązali romans i po powrocie zaczęli żyć w nieformalnym związku w mieszkaniu Panajewów i wraz z jej mężem, Iwanem Panajewem. Związek trojga ludzi trwał prawie 16 lat, aż do śmierci Panajewa w 1862 r. Spotkało się to z potępieniem i wielu przyjaciół odwróciło się od nich.