Наталья родилась в семье военнослужащего. Вместе с родителями она переезжала из города в город, «путешествуя» по Средней Азии.

В раннем детстве у девочки обнаружили туберкулез. Ее не смогли вылечить ни в Сухуми, ни в Евпатории, и тут одна старушка посоветовала матери отвезти дочь в Сибирь, чтобы «выморозить» болезнь. Так Наташа оказалась в маленьком городке под Иркутском. Что помогло — климат, или то, что девочку кормили собачьим салом, но факт остается фактом — болезнь отступила.

Там же Наталья окончила школу, и перед ней стал вопрос: чем дальше заняться. «И вдруг, загорая на берегу Ангары, я подумала: А почему бы мне не стать актрисой?» — рассказывает Наталья Егорова. Девушка выучила монолог Катерины из «Грозы», «Открытое письмо» Симонова и в 1968 году поехала в Иркутское театральное училище. Удивительно, но поступила она с первого раза. Тем не менее, отучившись год, Наталья все бросила и уехала в Москву…

В Москве Наталья Егорова поступила в Школу-студию МХАТ. Девушка была увлечена учебой, больше ее ничто не интересовало. Но на третьем курсе ее посетила первая любовь — это был ее однокурсник Николай Попков. Поначалу их отношения были чисто дружескими. «Николай был невероятно красив, типичный герой Хемингуэя, высокий, весь в бороде. Девушки за ним увивались роем! — Вспоминает Наталья Сергеевна. — А он почему-то выбрал меня — замкнутую сибирскую девчонку, которая с парнями-то никогда не гуляла — мама меня воспитывала в строгости и не позволяла мне заниматься «всякими глупостями»». Вскоре молодые поженились.

Для актерской семьи Наталья и Николай прожили немало — 16 лет. У них родился сын Александр. Долгое время их семейная жизнь проходила на расстоянии — оба были слишком заняты работой. Через годы супруги поняли, что так и не стали «половинками единого целого». Разошлись они мирно, без скандалов.

До окончания учебы студентам Школы-студии МХАТ запрещали сниматься в кино. Еще в 1970 году она появилась в лирической драме «Город первой любви», а в следующем году снялась в детском фильме «Ох уж эта Настя!». Но зрителям она запомнилась в роли Нины в драме Виталия Мельникова «Старший сын» (1975).

Наталья Егорова вспоминает: «Вообще мой старт в кино можно выразить одной фразой из Булгаковского «Бега»: «Ты хорошо начал, солдат». Я одновременно снялась в трех картинах: «Повторная свадьба», «Старший сын» и еще в какой-то ленте студии Довженко.

И конечно мне очень повезло с партнерами: это и Андрей Миронов в «Повторной свадьбе, и Евгений Павлович Леонов, Коля Караченцов, Миша Боярский в «Старшем сыне». У нас сложились дивные отношения, Евгений Павлович был удивительно доброжелательным и человечным и не выпускал из-под «родительской опеки своих детей» не только в кадре. Он понимал, что начинающие актеры — вечно голодные и все время подкармливал нас булочками».

В 1975 году Наталья Егорова окончила Школу-студию МХАТ и стала актрисой Нового драматического театра в Москве, в котором проработала до 1984 года.

С 1989 года и по сегодняшний день Наталья Егорова работает во МХАТе им. А.П.Чехова.

За три десятка лет Натальей Егоровой сыграно около 50 ролей в кино. Особенно много актриса снималась в 80-е годы. В 1976 году она сыграла сестру Сани Григорьева в популярном приключенческом телесериале Евгения Карелова «Два капитана», поставленному по одноименному роману Вениамина Каверина. В 1980 году — главную роль молодой учительницы Маши Павловой в мелодраме «Ожидание» (1980).

Среди других наиболее известных работ тех лет — роли в психологических драмах «Родительский дом» и «Штормовое предупреждение», героической киноповести «Приказ: огонь не открывать», мелодраме «Арифметика любви».

К середине 80-х Наталья Егорова была очень известна. Были поклонники, цветы, признания в любви. Но со временем ролей становилось все меньше, произошел объективный спад популярности.

Сын Натальи Егоровой Александр актером не стал. Правда, вместе с матерью он снялся в драме «Белые вороны» (1988) и историческом телесериале «Белые одежды» (1992). Однако кино не увлекло его, и после окончания школы он поступил в Московский институт инженеров транспорта.

Новая волна популярности пришла к актрисе в конце 90-х. В 1997 году Наталья Сергеевна сыграла императрицу Екатерину в исторической драме Виталия Мельникова «Царевич Алексей».

Высоко была отмечена ее работа в российско-германской ретро-драме «Барак» (1999) за роль, в которой, Егорова была награждена госпремией РФ. К сожалению, эта картина малоизвестна зрителю.

Но наибольший зрительский успех принесла Наталье Егоровой работа в историческом телесериале Светланы Дружининой «Тайны дворцовых переворотом». Вновь актриса предстала в образе Екатерины I. Но если в «Царевиче Алексее» ее роль была как бы отодвинута на второй план, то здесь Наталья Егорова проявила себя во всей красе, изобразив невероятно сексапильную женщину, наделенную острым практичным умом.

Еще одной удачей актрисы стала роль комендантши в исторической драме «Русский бунт» (2000) по мотивам повести «Капитанская дочка» и «Истории Пугачевского бунта» А.С. Пушкина.

Наталья Егорова признается, что ей очень нравится сниматься в исторических лентах: «Мне ужасно нравится играть костюмные роли, надеваешь царский наряд, и сразу осанка меняется, даже мысли в голове другие появляются, ты ощущаешь себя тем, кем никогда в жизни не будешь».