Родилась 26 января 1959 года в Москве.
Дебют в кино в возрасте 14 лет - киноповесть «Такие высокие горы» (1974 год). Успех и известность актрисе принесла роль Александры в художественном фильме «Москва слезам не верит».
Окончила Всесоюзный государственный институт кинематографии (1984, мастерская Е.Матвеева).
"В 1987 году на съемках фильма «Николай Подвойский» с актрисой произошла беда. По сюжету Наташа должна была скакать на лошади, поэтому она стала посещать конноспортивную школу и уже через два месяца уверенно сидела в седле. Но в Ярославле, где проходили съемки, ей для тренировки случайно вывели больную лошадь. И стоило Наташе сесть в седло, как лошадь от боли встала на дыбы и скинула с себя актрису. С серьезной травмой позвоночника Наталья попала в больницу, и через неделю пришло известие, что вместо Вавиловой в фильме играет другая актриса..."
"...Вместе с мужем — кинорежиссером Самвелом Гаспаровым они недалеко от Москвы, на Рублевке, купили земельный участок и начали строить большой двухэтажный дом по собственному проекту. Сейчас Наталья все силы отдает возделыванию своего сада, и, как говорит Самвел Владимирович, цветы и деревья интересуют ее куда больше, нежели новости киношного мира."
роли в кино
1991 Дело Сухово-Кобылина :: Евдокия
1990 Стервятники на дорогах :: Таня
1987 Николай Подвойский :: эпизод
1987 Наездники (киноальманах)
1986 Время сыновей :: Валентина
1986 Бармен из "Золотого якоря" :: Елена Александровна Зверева :: главная роль
1985 Поезд вне расписания :: Галя :: главная роль
1985 Не ходите, девки, замуж :: доярка
1985 Не имеющий чина :: Мэри Кияшко
1984 Победа | Sieg, Der (СССР, ГДР) :: Барбара
1984 Мой избранник :: Таня
1983 Ученик лекаря :: Тодорка :: главная роль
1982 Нас венчали не в церкви :: Лариса Васильевна Чемоданова :: главная роль
1981 Шофёр на один рейс :: Лиля :: главная роль
1981 Молодость, выпуск 5-й (киноальманах) :: Марина Ковалева :: главная роль
1980 Половодье :: Надя Махахей :: главная роль
1980 Вторжение :: Лиза :: главная роль
1979 Тяжелая вода :: Лена Соловьева
1979 Москва слезам не верит :: Александра :: главная роль
1978 По улицам комод водили... :: незнакомка в электричке :: главная роль
1977 Красные дипкурьеры :: Лена
1976 Сказ про то, как царь Пётр арапа женил :: дама на балу
1976 Розыгрыш :: Тая Петрова
1974 Такие высокие горы :: эпизод
озвучивание
1985 Турбаза «Волчья» | Vlci bouda (Чехословакия)
1985 Ганг, твои воды замутились | राम तेरी गंगा मैल (Индия) :: Ганга
