Летом 1941 года Вера сдала экзамены за третий курс и отправилась в подмосковный Загорск для прохождения производственной практики. 22 июня она вместе с однокурсницами решила посетить музей Троице-Сергиевой лавры. По дороге девушки зашли в универмаг и купили Вере белое шёлковое платье. В следующем году она собиралась замуж: Юрий Двужильный сделал ей предложение. В этот же день студентка Волошина узнала, что началась война.

Война

Сразу после началаВеликой Отечественной войны она была мобилизована на рытье окопов и противотанковых рвов на подступах к Москве. В октябре добровольно вступила в ряды Красной Армии и была зачислена в войсковую часть № 9903 разведотдела штаба Западного фронта для работы в тылу врага. На своё первое задание Вера ушла 21 октября 1941 в район подмосковной станции Завидово. После этого у неё было ещё шесть удачных засылок в тыл к немцам.

В ноябре 1941 года в войсковую часть № 9903 поступило пополнение. Среди прибывших была вчерашняя школьница Зоя Космодемьянская. Зоя поначалу держалась в коллективе несколько обособлено, но Вера вскоре смогла найти к ней подход, и девушки подружились. На своё последнее задание они уходили вместе.

21 ноября 1941 в тыл немецких войск уходили две группы разведчиков. Первой руководил Борис Крайнов. Командиром второй был назначен Павел Проворов, комсоргом — Волошина. Зоя Космодемьянская входила в состав второй группы. После перехода фронта группы должны были разделиться и начать действовать самостоятельно. Однако случилось непредвиденное: объединённый отряд попал под огонь неприятеля и распался на две случайные по составу группы. Так разошлись пути Зои и Веры. Группа Космодемьянской отправилась в сторону деревни Петрищево. Продолжила выполнение задания и Вера с товарищами. Но между деревнями Якшино и Головково группа партизан снова попала под обстрел. Вера была тяжело ранена, но её не смогли забрать, так как к месту обстрела очень быстро прибыли немецкие солдаты. Утром двое из группы попытались найти Веру или её труп, но не смогли. Долгое время Волошина числилась в списках без вести пропавших. Только в 1957 благодаря поисковому труду писателя и журналиста Г. Н. Фролова удалось узнать о том, как погибла Вера, и найти её могилу.

Гибель

Местные жители сообщили, что Вера была повешена немцами 29 ноября 1941 в совхозе Головково. Вот как описывала гибель разведчицы свидетельница казни:

Привезли её, бедную, на машине к виселице, а там и петля болтается на ветру. Кругом немцы собрались, много их было. И наших пленных, что работали за мостом, пригнали. Девушка лежала в машине. Сначала не видно было её, но когда опустили боковые стенки, я так и ахнула. Лежит она, бедняжка, в одном исподнем белье, да и то оно порвано, и вся в крови. Два немца, толстые такие, с черными крестами на рукавах, залезли в машину, хотели помочь ей подняться. Но девушка оттолкнула немцев и, уцепившись одной рукой за кабину, поднялась. Вторая рука у неё была, видно, перебита - висела как плеть. А потом она начала говорить. Сначала она говорила что-то, видать, по-немецки, а потом, стала по-нашему. - Я, - говорит, - не боюсь смерти. За меня отомстят мои товарищи. Наши всё равно победят. Вот увидите! И девушка запела. И знаешь, какую песню? Ту самую, что каждый раз поют на собраниях и по радио играют утром и поздно вечером. - "Интернационал"? - Да, эту самую песню. А немцы стоят и молча слушают. Офицер, который командовал казнью, что-то крикнул солдатам. Они набросили девушке петлю на шею и соскочили с машины. Офицер подбежал к шофёру и дал команду трогать с места. А тот сидит, побелел весь, видать, не привык ещё людей вешать. Офицер выхватил револьвер и кричит что-то шофёру по-своему. Видимо, ругался очень. Тот словно проснулся, и машина тронулась с места. Девушка ещё успела крикнуть, да так громко, что у меня кровь застыла в жилах: "Прощайте, товарищи!" Когда я открыла глаза, то увидела, что она уже висит.

Только после отступления врага в середине декабря жители Головково сняли тело Веры с придорожной ивы и с почестями похоронили здесь же. Позднее её останки были перенесены в братскую могилу в Крюкове.

В тот же день, когда немцы казнили Веру, в десяти километрах от Головково, в центре деревни Петрищево была повешена ее боевая подруга  - Зоя Космодемьянская. Не пережил войну и любимый человек Веры — Герой Советского Союза Юрий Двужильный, погибший в бою в ходе Могилевской операции.