Actriz de carácter rusa. Su madre fue la actriz del Teatro Pushkin de Moscú María Zotovna Fonina. La familia siempre vivió en el teatro, por lo que Natalya no concebía la vida fuera de la profesión actoral. Al presentarse a los exámenes del Instituto Histórico-Archivístico, decidió al mismo tiempo ingresar en el VGIK, en el taller de Vladímir Belokúrov. Comenzó a estudiar el primer curso, pero fue atropellada por un coche y sufrió graves daños en la vista; los médicos le prohibieron continuar los estudios.

En 1961-1967 trabajó como ayudante de laboratorio en el Instituto de Metalurgia de la URSS; en 1967-1970, en el departamento de geología de la Universidad Estatal de Moscú. Desde 1974 fue actriz de la Filarmónica Regional de Ivánovo; en 1975-1977, actriz de Moskontsert.