1932年毕业于卡恰航空学校，后在歼击航空兵部队服役，历任飞行员和航空兵中队长。奥西片科曾5次创造国际女子飞行纪录。最著名的是1938年的两次不着陆飞行，其航线是： 塞瓦斯托波尔一 阿尔汉格尔斯克(驾驶水上飞机飞行2416公里，历时10小时)和莫斯科—阿穆尔河共青城地区(9月24—25日，与格里佐杜博娃和拉斯科娃一起飞行6450公里，历时26小时29分)。在执行公务中殉职。葬于 红场克里姆林宫墙下。获列宁勋章2枚，劳动红旗勋章1枚。著作：《从黑海到白海》，罗斯托夫1938年版。

波林娜·奥西宾柯是机组的副驾驶，该机组的任务是打破由法国女飞行员杜波耶隆创建的4360公里不着陆飞行世界纪录。波林娜也是 乌克兰人，出生于南部乡村的一个农业技工家庭。与格里卓杜波娃相比，波林娜在早年生活中没有得到过她事业生涯的 “天示神喻”，未来的飞行家在 基辅当地的教会学校接受了两年教育，学的是家禽饲养业的课程。两年以后，在养鸡场当作业班长的波林娜与航空结了缘——她成了空军飞行员斯捷潘·戈甫雅兹的妻子，改名为波林娜·戈甫雅兹。斯捷潘·戈甫雅兹在喀赤服役，那里有众所周知的、遍及全苏联的飞行学校。在丈夫的鼓励下，波林娜要求进入飞行学校学习。她的第一次努力失败了，仅仅准许她在飞行学校餐厅当女工，波林娜的工作是给停机坪上的飞行员们送早餐，偶尔也准许她进入机舱里看一看。

在国防部长伏罗希洛夫视察学校时，波林娜请求他允许自己成为军校的正式学员。国防部长想必对波林娜作为飞行员的内在素质和关于飞行器方面的丰富知识留下了深刻的印象，批准了她的要求。飞行学校毕业后，波林娜被派遣到 哈尔科夫卫戍区飞行特遣分队，在那里，她从普通飞行员迅速晋升为中校。然后波林娜·戈甫雅兹就变成了波林娜·奥西宾柯——这是关于她的传记资料中最隐晦的部分，这些日子里发生的事情成了说不清的谜。据推测，飞行员斯捷潘·戈甫雅兹在这个“人民英雄”的故事形成的过程中被认为是“不适宜的”，斯捷潘先是被调离妻子身边，辗转外地执行任务，然后又进了监狱。斯捷潘·戈甫雅兹再没有从集中营归来。在男方缺席的情况下波林娜被批准离婚，1935年她与战友兼搭档亚历山大·奥西宾柯结为连理。后来，亚历山大作为参加过 西班牙内战和 第二次世界大战两次战争的老兵，晋升为将军并获得“苏联英雄”称号。

也就是在1935年，波林娜·奥西宾柯被调到莫斯科服役，在总参谋部任空军巡视员。次年，她参加了全苏军队国妇女协商会，在讲台上发表了响亮的宣言，对国家领导人和斯大林作出了一个特别的承诺：“我将比世界上任何妇女飞得更高！”她兑现了自己的诺言——她在1937年打破了由意大利女飞行员尼格伦保持的世界纪录，驾驶着她的水上飞机上升到9100米的高度。两天后，她驾驶着同一架飞机创造了负载一吨爬升7000米高度的世界纪录。

奥西宾柯接着开始进军长距离飞行纪录。1937年7月2日，奥西宾柯与副驾驶维拉·罗马柯、领航员玛丽娜·拉斯科娃一起，创造了驾驶水上飞机从北向南横跨国土的飞行纪录——从 塞瓦斯托波尔直飞阿尔罕格尔斯克。她打破的下一个世界纪录是那次由西向东、纵贯全国的历史性飞行。

1938年秋天，精选出了机组人员；9月24日，一架经过改装的双发DB-2轰炸机“祖国号”从莫斯科机场起飞，机组成员全部为女性：机长格里卓杜波娃、副驾驶奥西宾柯、领航员拉斯科娃。其后26小时，她们飞行了6459公里，在 哈巴罗夫斯克边疆区的科尔比附近着陆，以超出1500公里的成绩刷新了世界纪录。

波林娜·奥西宾柯死于卫国战争之前，在1939年5月11日，那次莫斯科五一节检阅仪式之后。在阅兵式上，波林娜作为高速飞行编队的一员飞越了 红场上空。显而易见，她在日常飞行训练期间死于一次悲剧性的意外事故，虽然这只是依据最近的猜测。官方在1939年没有作任何解释，仅仅报道说她已去世。作为一位国家的英雄，她被安葬在克里姆林宫红墙之下。