Родилась 7 октября 1946 года.
Член Союза кинематографистов РФ, член Гильдии сценаристов, член Литфонда РФ.
В кино дебютировала в 1976 году фильмом «В пределах Садового кольца» (т/о «Дебют» к/с «Мосфильм»).
В 1977 году в телесериале «Наша биография», получившем Государственную премию СССР, участвовала в качестве автора сценария в двух фильмах — «Год 1921-й», «Год 1940-й».
В 1978 году по сценарию Виолиной снят фильм «Это в сердце было моем...» (к/с «Мосфильм»). Фильм посвящен судьбе советской художественной интеллигенции на фоне века.
В 1980 году по сценарию Н. Виолиной создан художественный фильм «Жизнь и любовь Александра Блока» (к/с «Мосфильм», в ролях: Елена Соловей, Альберт Филозов, Борис Плотников и др.).
В 1982 году выходит в прокат художественный фильм «Две главы из семейной хроники» (к/с «Мосфильм», при участии компании «Альянс-фильм», Германия).
В 1984—1986 гг. Наталья Виолина в качестве соавтора принимает участие в создании 13-серийного фильма «Джек Лондон — история Аляски» — «ЦЦЦ-фильм» Германия.
В 1987 году Центральное телевидение СССР показывает фильм «Риск» (автор сценария — Н. Виолина, к/с им. Горького). Премьера состоялась до выхода фильма в кинопрокат по распоряжению М.С.Горбачева. В один вечер картину увидело более 200 миллионов зрителей.
Газета «Московские новости» публикует посвященную фильму статью академика Андрея Дмитриевича Сахарова — она становится его первым выступлением в печати после возвращения из горьковской ссылки. Телевидение Германии прерывает программу, чтобы сообщить о московской премьере. Более 30 стран показывают фильм по своим телевизионным каналам. В ретроспективе лучших фильмов страны картина принимает участие в кинофестивалях в Каннах, Монреале, Берлине, Амстердаме.
Журнал «Советский экран» обнародует результат зрительского мнения: фильм «Риск» входит в «тройку» лучших фильмов года вместе с «Маленькой Верой» и «Холодным летом 53-го года».
В 1988 году выходит фильм «Риск-II». На следующий день после московской премьеры газета «Вашингтон пост» отдает «подвал» рецензии на фильм. Картина совершает тот же «фестивальный круг» по миру, что и первый «Риск».
Последующие годы Наталья Виолина работает за рубежом в качестве соавтора на иностранных кинопроектах.
Сценарист
2015 Бульварное кольцо (не был завершен)
2008 Тяжёлый песок
2008 Мой осенний блюз
2004 Московская сага
1987 Риск (документальный)
1982 Две главы из семейной хроники1980 И вечный бой... Из жизни Александра Блока1980 В пределах Садового кольца (короткометражный)
