Родилась 18 августа 1921 года в Москве. Окончила 9 классов средней школы и 2 курса машиностроительного техникума. В 1935 году поступила в Кировский аэроклуб. С мая по июль 1939 года работала коллектором в Трансузелпроекте, на изысканиях линии Киров - Котлас. В ноябре 1939 года закончила лётную школу Таганского районного аэроклуба города Москвы, в декабре 1939 года - тренировочный отряд Отдела авиации Московского городского совета Осоавиахима СССР, в мае 1940 года - Херсонскую инструкторскую авиационную школу Осоавиахима СССР, с лета 1940 года - инструктор-лётчик Пролетарского районного аэроклуба города Москвы. К началу Великой Отечественной войны подготовила 45 пилотов.

10 октября 1941 года добровольно вступила в ряды Красной Армии. С 15 апреля 1942 года вела боевую работу в системе ПВО города Саратова (144-я ИАД, Саратовско-Балашовский дивизионный район ПВО). Совершила 35 вылетов на патрулирование и сопровождение транспортных самолётов. С 10 сентября 1942 года - лётчик 586-го ИАП (той же 144-й ИАД ПВО), совершила 10 боевых вылетов. В том же месяце зачислена командиром звена в 437-й ИАП (287-я ИАД, 8-я Воздушная армия, Сталинградский фронт).

С 10 октября 1942 года находилась в оперативном подчинении 9-го Гвардейского ИАП (к тому времени имела на счету 1 личную и 2 групповые победы). 8 января 1943 года была переведена в 296-й ИАП (21 марта 1943 года преобразован в 73-й Гвардейский ИАП). В феврале одержала ещё одну личную победу и вскоре награждена орденом Красной Звезды.

22 марта 1943 года участвовала в перехвате группы бомбардировщиков Ю-88 и сбила один "Юнкерс". В этом же бою получила осколочное ранение в ногу. После лечения вернулась полк. 5 мая, ещё не совсем окрепнув, вылетела на сопровождение группы бомбардировщиков. В завязавшемся воздушном бою сбила истребитель Ме-109. 31 мая уничтожила аэростат-корректировщик артиллерийского огня. За эту победу (и 4 лично сбитых самолёта противника) награждена орденом Красного Знамени. 16 июля снова ранена осколками в ногу и плечо. К концу июля 1943 года одержала ещё 2 победы (1 лично и 1 в группе).

1 августа 1943 года командир звена 3-й эскадрильи 73-го Гвардейского истребительного авиационного полка (6-я Гвардейская истребительная авиационная дивизия, 8-я Воздушная армия, Южный фронт) Гвардии младший лейтенант Л. В. Литвяк не вернулась с боевого задания. К тому времени совершила около 150 боевых вылетов, в воздушных боях сбила лично 5 и в составе группы 3 самолёта противника, уничтожила 1 аэростат-корректировщик (по материалам последнего наградного листа имела 6 личных и 6 групповых побед, ещё 2 самолёта подбила; оперативными документами это всё не подтверждается).

За свои подвиги была представлена командованием полка к званию Героя Советского Союза, посмертно. Поскольку точных данных о её гибели ещё не было (ходили слухи, что она находится в плену), командование дивизии не утвердило это представление, ограничившись орденом Отечественной войны 1-й степени.

Могила Л. В. Литвяк была найдена лишь летом 1979 года в селе Дмитровка (Шахтёрский район Донецкой области, похоронена в братской могиле). После этого, ветераны полка возобновили ходатайство о присвоении ей звания Героя Советского Союза. Указом Президента СССР от 5 мая 1990 года Гвардии младший лейтенант Литвяк Лидия Владимировна посмертно удостоена звания Героя Советского Союза. Орден Ленина № 460056 и медаль "Золотая Звезда" № 11616 переданы на хранение родственникам погибшей Героини.

Награждена орденами: Ленина (05.05.1990, посмертно), Красного Знамени (22.07.1943), Отечественной войны 1-й степени (10.09.1943, посмертно), Красной Звезды (17.02.1943); медалью "За оборону Сталинграда" (1943).

*     *     *

Список известных воздушных побед Л. В. Литвяк:

Д а т а	Противник	Место падения самолёта или проведения воздушного боя	Свой самолёт
13.09.1942	1  Ю-88  (в группе 1/4)	западнее Гумрак	Як-1
27.09.1942	1  Ю-88	СТЗ  (Сталинград)
	1  Ме-109  (в паре)
11.02.1943	1  Ме-109	Весёлый
22.03.1943	1  Ю-88	Чалтырь - Синявка
05.05.1943	1  Ме-109	южнее Сталино *
31.05.1943	1  аэростат	Кондаковка
19.07.1943	1  Ме-109	Первомайское
31.07.1943	1  Ме-109  (в группе 1/3)	западнее Петровский
Всего сбитых самолётов - 5 + 3  (ещё 1 аэростат);  боевых вылетов - около 150.

* Победа включена в список на основании наградного материала. В оперативных и отчётных документах штабов не упоминается.

Из фотоматериалов разных лет:

Из материалов прессы разных лет:

Дополнительная информация о Л. В. Литвяк:

- Победы и поражения Лидии Литвяк.
- Какой фильм о Лидии Литвяк нам нужен?