Наталья стала заниматься дзюдо в 11 лет, её первым тренером стала Лиана Фомичёва.Основной вклад в ее карьеру внес тренер Михаил Храмцов. Двукратная чемпионка России 2007 и 2008 годов. В 2012 году на Олимпийских играх в Лондоне в категории до 52 кг в первом раунде Наталья проиграла немке Роми Тарангуль. В 2016 году на Олимпийских играх в Рио-де-Жанейро в категории до 52 кг проиграла в четвертьфинале японке Мисато Накамуре, но затем победила дзюдоисток с Маврикия и из Китая и завоевала бронзовую медаль. Является военнослужащим Росгвардии. Имеет воинское звание «прапорщик» (2016). Окончила НГУ им. П. Ф. Лесгафта.