W 1929 r. została zaproszona do podjęcia pracy wykładowczyni w moskiewskich Wyższych Pracowniach Artystyczno-Technicznych (Wchutiemas). Nauczała następnie w Moskiewskim Instytucie Poligraficznym (1931-1933). W latach 1933–1935 pracowała nad freskami w Teatrze Czerwonozawodskim w Charkowie (zniszczonymi w 1944 r.), dokąd dojeżdżała regularnie z Moskwy. Od 1936 do 1938 r. tworzyła freski w budynku rządowym we Frunze. Zaprojektowała herb Kirgiskiej SRR.
W okresie stalinowskiego wielkiego terroru Mychajło Bojczuk i większość artystów należących do jego szkoły monumentalnej sztuki (bojczukiści) zostało aresztowanych, a Bojczuka i część jego uczniów skazano na karę śmierci i stracono. Prześladowania dotknęły ukraińskich twórców z różnych dziedzin sztuki. Oksana Pawłenko, mieszkająca na stałe w Moskwie, uniknęła represji.
W latach 1950–1951 wykładała malarstwo monumentalne na Moskiewskim Państwowym Uniwersytecie Artystyczno-Przemysłowym (1950-1951). W okresie powojennym tworzyła mniejsze rozmiarami obrazy i rysunki, portrety i sceny rodzajowe.