Родилась 25 декабря 1910 (7 января 1911) года в городе Харьков (Украина). В 1929 окончила Пензенский аэроклуб, занималась планерным спортом, работала лётчиком-инструктором в Тульской авиационной школе. В 1934-1935 - лётчик агитэскадрильи имени М.Горького (г.Москва).

В армии с 1936. В 1937 на самолётах УТ-1, УТ-2 и АИР-12 установила 5 мировых авиационных рекордов высоты, скорости и дальности полёта.

24-25 сентября 1938 года на самолёте АНТ-37 "Родина" (второй пилот - П.Д.Осипенко, штурман - М.М.Раскова) совершила беспосадочный перелёт Москва - Дальний Восток (посёлок Керби, Хабаровский край) протяжённостью 6450 км (по прямой - 5910 км). Был установлен женский мировой авиационный рекорд дальности полёта.

За выполнение этого перелёта и проявленные при этом мужество и героизм 2.11.1938 присвоено звание Героя Советского Союза.

С 1939 - начальник Управления международных воздушных линий СССР.

Участник Великой Отечественной войны: в марте 1942-октябре 1943 - командир 101-го транспортного авиационного полка; с октября 1943 - командир 31-го гвардейского бомбардировочного авиационного полка (Авиация дальнего действия). Лично совершила более 200 боевых вылетов, в том числе на ночные бомбардировки (132 вылета), а также доставляя за линию фронта боеприпасы и военные грузы.

С 1946 - в запасе. С 1946 - заместитель начальника НИИ-17 по лётной части. Лично принимала участие в испытательных полётах по испытанию и доводке разрабатываемого в НИИ-17 радиолокационного оборудования. В 1963-1972 - начальник ЛИЦ НИИ. С 1972 - заместитель начальника Московского научно-исследовательского института приборостроения по лётной части. 6.01.1986 за многолетний доблестный труд присвоено звание Героя Социалистического Труда.

Жила в Москве. Умерла 28.04.1993. Похоронена в Москве, на Новодевичьем кладбище.

Подполковник. Награждена 2 орденами Ленина, орденом Октябрьской Революции, 2 орденами Отечественной войны 1-й степени, орденами Трудового Красного Знамени, Красной Звезды, медалями. Почётный гражданин Пензы.

В Москве установлен памятник; на доме, где жила (Ленинградский проспект, дом 44) - мемориальная доска.

Мировые авиационные рекорды, установленные В.С.Гризодубовой

Класс С -сухопутные самолёты (по классификации 1930-х годов)
Класс С-бис -гидросамолёты (по классификации 1930-х годов)
1-я и 2-якатегория - самолёты с разным взлётным весом (как правило, малым)