Әлия Молдағұлова 1925 ж. 25 қазанда, Ақтөбе облысының Бұлақ ауылында дүниеге келген. Бала кезінде әке-шешесінен айырылып, әке-шешесінің туыстарында тәрбиеленген. Туған-туысқандары ұжымдастырудың бірінші кезеңіндегі аштықтан қаза тапқан, бұл жөнінде майдан хаттарынан белгілі болды.
1935 жылы нағашысы Әскери-көлік Академиясына оқуға түседі. Молдағұловтар отбасы Әлиямен бірге Мәскеуге көшеді. Ал бірнеше жылдан кейін Академия Ленинград қаласына көшіріледі, сондықтан да олар Лениградқа көшіп барады. 1939 жылдың күзінде нағашысы Әлияны № 46-шымектеп-интернатына тапсырады. Соғыс кезінде бұл мектеп балалар үйінің қызметін атқарған. Әлия сыныптастарының естеліктеріне қарағанда, ол өзіне сенімді болып, басқаларға да талап қойғыш болған. Мінезіндегі негізгі қасиеттері: мақсат қоюшылық, адалдық, қайырымдылық. Ол сыныптастарымен тез тіл табысып, оның байланысқа бейімділігі көптегендерді таңқалдырған.
1941 жылдың жазғы күндерінде радио Фашистік Германияның Кеңес Одағына тұтқиылдан соғыс жариялағаны туралы хабарлады. Молдағұлова ниет білгендер алғашқылардың бірі болып, жұмысқа қабылдау туралы өтініш берді. Бірақ жасы аз болғандықтан, жұмысқа алынбай қалды, осылайша ол, балалар үйінде тұра берді. Жасы үлкен балалар Ленинград айналасында қорғану бекіністерін салуға қатысқан. Осындай балалардың арасында Әлия табандылықпен жұмыс істеді. 1941 жылдың күзі мен қысы үйлердің шатырларында кезекшілікте болып, жараланғандарға көмек көрсетіп, құлаған ғимараттың үйінділерін қопару жұмыстарына атсалысты.
1942 жылдың наурызында балалар үйі Ярославль облысының Вятское ауылына эвакуацияланған. Вятское орта мектебінен 7-сыныпты бітірісімен Рыбинск авиациялық техникумына түседі. Молдағұлова майданға жіберу туралы өтінішті бірнеше рет жібереді, бірақ өтініштері қабылданбаған.
Майданға жіберуін табанды түрде талап етіп, он жеті жасар қыз мергендердің инструкторлық мектебіне алынады. Онымен оқығандар қыздың төзімділігі мен мінезінің қаталдығына таңқалды. Оқудың үздігі болған Әлия мектепте инструктор ретінде жұмыс істеу туралы ұсыныс алды, бірақ оны қабылдамай, армияға бармақшы болды. Соғыста Әлияның көптеген достары, құрбылары қаза тапқан, сондықтан да ол кек қайтарғысы келіп, майданға баруды мақсат етеді. Өзінің хаттарында да соны жазған. Қиын кезде оған пана болған туған қала қазір блокадада қалып қойды деген ой Әлияға тыныштық бермеді.
1943 жылдың тамызында мерген қыз солтүстік-батыс майданға келіп жетті. Мұнда әскери бөлімдердің бірінде соғыс қызметін атқарып жүрген. 2-ші Балтық маңындағы майданның 26 атқыш дивизиясы құрамында алғаш рет ашық шайқасқа қатысты.
Бір кезде таң сәріде таңдалған ату шебіне өрмелеп шығып, жасырынып, жау шебін бақылауға алады. Молдағұлова атып қиратылған неміс танкісіне жер бауырлап, жылжып барып, ішіне қозғалды. Ал таң алдында неміс солдаттарын көріп қалады. Ол мылтықтың шүріппесін, ағытып, басып қалғанында, бір фашист жерге құлап түсті. Екінші неміс солдаты қаша жөнелді, бірақ көзделген оқ нысанаға дәл тиді.
Немістер Әлия Молдағұлованың позициясын тауып алып, танкке оқ жаудыра бастады. Қыз төменгі люктен тысқа шығып, өз баспанасына жете алды. Мергенді жау жағы сағаттар бойы іздеген.
1943 жылдың 7 қарашасының алдында немістер кеңестік қорғаныстың алдыңғы шетіне артиллериялық атысты бастап жіберді. Фашисттер қатты ыза болды екен, өйткені соның алдында ғана Әлия Молдағұлова 7 неміс солдатын өлтіріп тастады.
Қоңыр күзде әскери құрбыларымен бірге Әлия Молдағұлова бейтарап аумақ арқылы жаулық позицияларға жасырынып кету деген мақсатты көздей отырып, бірнеше фашисттерді байқап, олардың біреуін атып жіберді; полктастары да солай істеген. Нәтижесінде, тағы екі неміс солдаты өлтірілген болатын, қалғандар фашисттер тұтқынға алынды. Дивизияның бір құжатында: «Әлия Молдағұлова 1943 жылдың қыркүйек айынан бастап, осы жылдың желтоқсанына дейін дәл көздеп ату нәтижесінде 32 гитлершіні құртқан» деп жазылған. Оның винтовкасында металдан жасалған пластинка пайда болды, онда «Комсомол ОК-нан үздік атыс үшін» деген жазу болған.
Насва бекетіне шабуыл жасағанда, Молдағұлова батальонның барлаушыларымен бірге әрекет еткен, жаулар оларға қарай минометтен атыс жіберді. Ержүрек қыз қолына граната алып, өрмелеп шығып, оқ шекарасына жақындап келіп, гранатаны лақтырды. Неміс қаруы кенеттен тыныштала қалды. Жол ашық болды. Осы ұрыста ол жаулардың тактикасын теріске шығарды. Ол қарсы шабуылдарға белсенді қатысып, мүлт жібермей атқан. Снарядтың жарқыншағы қолына түскенкезінде-де винтовканы қолынан шығармады. Молдағұлова жарасын таңды. Ал оптикалық көздеуіш сынғанда, қолына автомат алып, жауларды атып жалғастыра берген. «Жауынгерлер, бауырларым, менімен бірге!» сөздерімен өзінің ротасын 6 рет шабуылға көтерді. Осы шайқаста батыл қыз 10 фашистті өлтірді.
Хаттардың бірінде Әлия Сапура деген апасына былай деп хат жазған: «Егер менен көп уақыт бойы хат келмесе, онда таңқалып жүрме. Осы адреске жат жолдап, оның себебін біліп қоясың. Ағама, апаға, барлық туысқандарыма сәлем жолда. Егер сәбилерді көріп қалсаң, менің орныма бетінен сүй. Өз денсаулығы, өмірі туралы жиірек жаз. Мен енді жазбаймын, өйткені осылай жанымдағы сезімдерді жеткізе алмаймын. Қымбатым, жиі жаз, жиі-жиі! Лия». Осы хат соңғы болып шықты.
Осы кезде Әлия Молдағұлова 85-тен көп неміс жауынгерін өлтіріп үлгерген еді. Ол Псков облысының Монакова ауылында жерленген.
Әлия Нұрмұхамбетқызы Молдағұловаға 1944 жылы 4 маусымда Кеңес Одағының Батыры деген атақ берілді.