Одна из первых красавиц советского кино в юности была чемпионкой родного Харькова по лёгкой атлетике, играла на фортепиано, отлично училась и мечтала о карьере оперной певицы. В местный театральный институт поступила с первого раза и сразу стала обладателем повышенной стипендии. Именно тогда юная Наташа впервые столкнулась с проявлениями человеческой и профессиональной зависти, и ей пришлось всё бросить и уехать в Москву, поступать во ВГИК. Преподаватели института кинематографии по достоинству оценили талант и удивительную красоту девушки, она была принята на курс Сергея Герасимова и Тамары Макаровой. На съёмках фильма «Случай на шахте восемь» актриса по уши влюбилась в режиссёра Владимира Басова, вышла за него замуж и родила сына, которого тоже назвали Володей. Сейчас Владимир Басов-младший тоже известный режиссёр. К сожалению, брак не был долгим – творческие люди оказались слишком разными.
Самым «звёздным» фильмом для Натальи Николаевны стала лирическая комедия «Три плюс два», которая буквально сразу после выхода на экраны завоевала огромную популярность среди зрителей и была высоко оценена критиками. К слову – количество туристов, предпочитающих отдых «дикарями» в приморских регионах СССР выросло в разы! Экранные подружки – две Натальи — Кустинская и Фатеева в жизни, к сожалению, общего языка найти не смогли. Как известно, блондинка стала разлучницей и в буквальном смысле разбила семью Натальи Фатеевой с её третьим супругом – космонавтом.
Наталья Николаевна тяжело пережила развод, но продолжила работу. Помните кадры из фильма «Место встречи изменить нельзя», когда Шарапов приходит домой к Ире Соболевской и расспрашивает её о Фоксе? Фатеева сидит перед зеркалом и снимает с лица белую густую маску-крем. Наталья Николаевна всю свою жизнь использовала для ухода за кожей средства, созданные индивидуально по рекомендации косметолога и никогда не употребляла кремы, купленные в магазинах. Это был один из секретов её молодости и красоты. К сожалению, актриса Фатеева перестала сниматься уже давно, нынешний 85-летний юбилей она встречает дома.