До 12 років їхня сім'я жила в Казахстані в місті Шевченко (з 1991 року Актау). Після розлучення батьків вона разом з мамою Валентиною Павлівною в 1995 році переїхала до Іваново. У 1999 році після закінчення школи вступає до Івановського обласного училища культури на курс Танзілі Рахімзянівни Щекіної, яке закінчила в 2003 році. Потім Наталія переїхала жити до Москви і влаштувалася менеджером у спортивний магазин на Кутузовському проспекті.

У 2007 році брала участь у програмі «Дві зірки» з Дмитром Колдуном. У 2011 році вона почала грати роль зав. кафедрою в серіалі «Універ. Нова общага» на телеканалі ТНТ. У 2012 році отримала премію «TopBeauty Cinema Awards» у номінації «Спокуса». У 2018 році отримала премію «Fashion People Awards» у номінації «Акторка року».