Әлия Молдағұлова Ақтөбе облысы Хобда ауданы Бұлақ ауылында Сарқұлов Нұрмұхаммед және Молдағұлова Маржанның отбасында 1925 жылдың 15-ші маусымында дүниеге келген. Әлия 8 жасқа келгенде, анасы қайтыс болды.  Нұрмұхаммед Сарқұловтың қолында екі баласы ұлы Бағдат және қызы Әлия қалды. Әкесі Әлияны нағашы әжесі Тәжікенге беруге мәжбүр болды. Әжесі қазіргі Құрайлы ауылында тұрған, немересін өте жақсы көрген, оған адамгершілікті, жақсылықты, еңбекқорлықты үйреткен. Әлия нағашысы Әубәкір Молдағұловтың үйінде, нағашысының қызы өзімен құрдас Сапурамен өсіп, есейді. Үй- іші Әлияні өте жақсы көрді. Әубәкірдің әйелі Сән қыздарға көп нәрсені үйретті, оған қыздар үй жұмысында көмектесті, кішкентай бауырларын тәрбиелеп, бақты.  Өз құрдастарына қарағанда Әлияның мінезі қисық қатал болатын.
1933 жылы Молдағұловтар отбасы Шалқардан Жамбылға, ол кезде Әулиеата  деген кішкентай станцияға көшіп барды.  Нағашысы Түркістан–Сібір теміржолының үшінші эксплуатациялық ауданы саяси бөлімінің инструкторы болып қызмет істеді. Үйлері теміржол вокзалының жанында болды. Үйдің жанындағы теміржол мектебіне бірінші сыныбында оқыды.
1935 жылы нағашысы Әубәкір Әскери-көлік Академиясына оқуға түсіп, отбасымен Москваға көшіп, ал соғыстың алдында Академиямен бірге Ленинградқа көшті. Ленинградта Смоленский ауданында Слуцкий көшесінде 2-ші үйде тұрды. Отбасы жағдайына байланысты нағашысы Әлияны Красногвардейский ауданындағы Гурдин көшесіндегі №46-шы балалар үйіне тапсырды. Бұл балалар үйінің оқушылары қасында орналасқан Үлкен охта даңғылындағы № 9 мектебінде оқыды, қазір бұл № 140-шы мектеп. 1980жылы Ленсоветтің атқару комитетінің шешімімен Гурдин көшесіне Әлия Молдағұлованың аты берілді.
Әлия Ленинградты шын жүрегімен жақсы көрді. Бұл қала оның екінші отаны болды.  Әлияның мұғалімдері, бірге оқыған дос қыздары оны өте ұстамды, терең ойлы, таза, ұқыпты деп естеріне алады. Ол жауқауларды жек көріп, олар бүкіл балалардың алдында сынап, ұрсатын. 6-7-ші сыныпта Әлия староста болған. Үздік оқуы және үлгілі тәртібі үшін Әлияны Қырымдағы Бүкілодақтық пионерлер лагері Артекке жіберген. Артекте батырлардың тақтасында атақты Батырлар Рубен Ибаррури, Тимур Фрунзенің қасында  Әлия Молдағұлованың да суреті бар. Әлия оқуда өте зерек, талапты, ынталы болып, кітапті көп оқыды.
Соғыс басталған соң балалар үйімен бірге Ярослав облысының Вятское селосына эвакуацияланған. Вятское орта мектебінен 7-сыныпты бітірісімен Рыбинск авиациялық техникумына түседі, бірақ көп ұзамай (1942) ЖШҚӘ-ға (Жұмысшы-Шаруа Қызыл Әскері) майданға жіберу туралы өтініш жібереді.
1943 ж. Снайперлер дайындау орталық әйелдер мектебін аяқтайды. 1943 ж. бастап 54-ші арнайы атқыштар бригадасы 4-батальонының снайпері болған (22-ші әскер, 2-ші Балтық жағалауы фронты). Жау әскерінің 30-дан аса сарбаздары мен офицерлерінің көзін жойған. 1944 ж. 14 қаңтарда Псков облысының солтүстігіндегі Новосокольники ауданында қаза тапты.
Әлия Нұрмұхамбетқызы Молдағұловаға 1944 ж. 4 маусымда Кеңес Одағы Батыры атағы берілді. Ленин орденімен марапатталды.
Новосокольники ауданының Монакова ауылында жерленген.
Әлия есімімен көшелер, ондаған мектептер (Мәскеудегі № 891 орта мектебі, Шымкенттегі № 29 орта мектебі, Новосокольники № 72 орта мектебі, Оралдағы № 38 орта мектебі), Әскери-теңіз флотының кемелері, Каспий жүк таситын теплоходы аталған. Ақтөбе, Астана, Алматы, Мәскеу, Санкт-Петербор, Новосокольники қалаларында ескерткіштер орнатылған. Ақтөбеде облыстық мемориалды музей жұмыс жасайды