Довольно часто, в связи с переездами семьи, Алия меняла школы. Она успела проучиться в Ленинграде, в Вятке, в Москве. Поступила в Рыбинский авиационный техникум, так как с раннего детства хотела связать свою жизнь с небом. Но судьба распорядилась иначе. Началась Великая Отечественная война, и Алия, горя желанием помочь стране отбить нападение вероломного неприятеля, записывается в Красную Армию. На момент начала службы ей было всего 17 лет. Алия показывала большие успехи в начальной военной подготовке и в 1943 году закончила Центральную женскую школу снайперской подготовки. Осенью того же года была записана в действующую армию. Снайпер 4-го отдельного стрелкового батальона 54-й отдельной стрелковой бригады (22-я армия, 2-й Прибалтийский фронт ) ефрейтор Алия Молдагулова за первые 2 месяца участия в боях уничтожила несколько десятков врагов. 14 января 1944 года участвовала в бою за деревню Казачиха (Новосокольнический район Псковской области) подняла бойцов в атаку ставшей легендарной фразой «Братья, солдаты, за мной!». Ворвавшись в оборону врага, уничтожила из автомата несколько солдат и офицеров. Получила тяжелое осколочное ранение, но из последних сил сражалась с гитлеровцами в рукопашной схватке, пока не получила второе ранение. Оно оказалось смертельным. 4 июня 1944 года Алие Нурмухамбетовне Молдагуловой за проявленную храбрость была посмертно присвоена наивысшая государственная награда – звание Героя Советского Союза.