Kontrowersje Z powodu zniszczenia archiwum Samodzielnej Armii Nadmorskiej większość informacji o jej służbie z początkowego okresu wojny jest znana z jej własnej relacji. Z tego powodu w jej życiorysie historycy wykrywali nieścisłości, m.in. dotyczące miejsca w Odessie, w którym miał walczyć jej pułk, a także dotyczące organizacji jednostek snajperskich (podawała przydział do plutonu snajperskiego, chociaż nie istniały one wówczas w Armii Czerwonej) czy terminu ewakuacji z Sewastopola. Wątpliwość budziło również, że pierwsza relacja prasowa poświęcona Pawliczenko powstała, gdy miała już uśmiercić blisko 200 Niemców, a co więcej za swoje zasługi w walkach w Odessie nie została przedstawiona do żadnego odznaczenia, mimo że odznaczano żołnierzy, którzy zabili już 10 wrogów. Po analizie fotografii z podróży po krajach zachodnich podano w wątpliwość także brak blizn po czterech doznanych urazach głowy. Sama Pawliczenko początkowo twierdziła też, że w trakcie oblężenia Sewastopola zginął jej mąż i syn, jednak z mężem rozwiodła się jeszcze przed wybuchem wojny, a syn zmarł dopiero w 2007 roku. Pojawiają się także sprzeczności jej własnych relacji – według samej siebie trzysetne trafienie osiągnęła w swoje urodziny 12 lipca 1942, jednak według innej relacji ewakuowana została ranna już 22 czerwca.