У 1972 році Наталія Назарова закінчила школу-студію МХАТ, курс Павла Массальского) і вступила до трупи Московського художнього театру. Серед театральних ролей: Аня («Сталевари»), Альдонса («Дульсінея Тобоська»), Нюра («Старий Новий рік»), Ніч («Синій птах»), Юля («Останній шанс»), Віра («Качине полювання»), Ольга і Калерія («Дачники»), Євпраксеюшка («Пани Головльови»).
З 1972 року Наталія Назарова часто знімалася в кіно. Серед найкращих її кіноробіт: Вірочка («Незакінчена п'єса для механічного піаніно»), Тамара («Молода дружина»), Нюра («Старий Новий рік»), Люся («Улюблена жінка механіка Гаврилова»), Ніна Іванова («Міс мільйонерка»).
Брала участь разом з Юрієм Богатирьовим у дитячій передачі «Будильник» (1984).
У 1989 році в провулку поряд з будинком на Наталю Назарову напав невідомий чоловік, ударив по голові важким предметом. Міліції не вдалося знайти злочинця. Актриса майже рік провела в лікарні, на ґрунті черепно-мозкової травми розвинулася шизофренія. Назарову звільнили з МХТ імені Чехова через душевну хворобу. Актриса стала інвалідом другої групи. Знаходиться під постійним наглядом лікарів.
30 червня 2010 року була героїнею ток-шоу Андрія Малахова «Пусть говорят».
Померла 17 березня 2022 року.