Родилась 23 декабря 1934 г. в Харькове (Украинская ССР, ныне - Украина) в семье военнослужащего.
Образование
В 1952-1954 гг. Наталья Фатеева училась в Харьковском театральном институте (ныне - Харьковский национальный университет искусств им. И. П. Котляревского) на курсе народного артиста СССР Александра Сердюка. В студенческие годы была диктором Харьковской любительской телестудии.
В 1956 г. Наталья Фатеева была принята в Москве сразу на четвертый курс Всесоюзного государственного института кинематографии (ныне - Всероссийский государственный институт кинематографии им. С. А. Герасимова). Окончила вуз в 1958 г. Выпускница мастерской народных артистов СССР Сергея Герасимова и Тамары Макаровой.
Работа в театре
В 1958-1959 гг. Наталья Фатеева работала в Театре-студии киноактера (ныне - Государственный театр киноактера).
В 1959-1961 гг. служила в Московском драматическом театре им. М. Н. Ермоловой. Играла в спектаклях "Два упрямца" по пьесе Назыма Хикмета и "Три товарища" по роману Эриха Марии Ремарка.
В 1961 г. Наталья Фатеева вернулась в Театр-студию киноактера. Числится в его труппе по настоящее время.
В первой половине 1990-х гг. играла в антрепризной постановке "Сюрпризы семейного уик-энда" по произведению Жана Пуаре. В 2003 г. приняла участие в антрепризном спектакле "Любовь к английской мяте" по пьесе Маргерит Дюрас.
Кинокарьера
Наталья Фатеева известна в качестве киноактрисы. Дебютировала в мелодраме "Есть такой парень" по роману Александра Андреева "Широкое течение" (1956, режиссер Виктор Ивченко), сыграв одну из центральных ролей - инженера-конструктора автомобилестроительного завода. Среди наиболее известных фильмов с ее участием комедия "Три плюс два" по пьесе Сергея Михалкова "Дикари" (1963, Генрих Оганисян), мелодрама "Дети Дон Кихота" (1965, Евгений Карелов), драма "Розыгрыш" (1977, Владимир Меньшов), детектив "Место встречи изменить нельзя" по роману Аркадия и Георгия Вайнеров "Эра милосердия" (1979, Станислав Говорухин), комедия-вестерн "Человек с бульвара Капуцинов" (1987, Алла Сурикова). Последняя киноработа к настоящему времени - роль второго плана в драме "Летящие по ветру листья" по мотивам повести Анатолия Приставкина "Вагончик мой дальний" (2013, Валерий Харченко), за которую Фатеева в 2014 г. получила премию "Ника". В общей сложности актриса снялась в более чем 70 фильмах и сериалах.
Наталья Фатеева принимала участие в дублировании ряда зарубежных кинокартин. В их числе: "Как быть любимой" (1962, режиссер Войцех Хас, Польша), "Учитель из Виджевано" (1963, Элио Петри, Италия), "Лисы Аляски" (1964, Вернер Валльрот, ГДР), "Пепел" (1965, Анджей Вайда, Польша), "Большой приз" (1966, Джон Франкенхаймер, США).
Общественная и политическая деятельность
Член Союза кинематографистов РФ и Российской академии кинематографических искусств.
В 1996 г. была доверенным лицом кандидата на пост президента РФ Бориса Ельцина, в 2000 г. - кандидата на пост президента РФ Владимира Путина.
Наталья Фатеева являлась членом политических партий "Демократический выбор России" и "Союз правых сил". В середине 2010-х гг. входила в федеральный политический совет объединенного демократического движения "Солидарность".
Звания, награды
Народная артистка РСФСР (1980).
Награждена орденом Почета (1999), медалью "Защитнику свободной России" (1996). Отмечена благодарностью президента РФ (1996).
Семейное положение
Наталья Фатеева была трижды замужем. Первый супруг - однокурсник по Харьковскому театральному институту Леонид Тарабаринов (1928-2008). В браке с ним родилась дочь, которая после развода родителей осталась жить с отцом. Второй муж - народный артист СССР, актер и режиссер Владимир Басов (1923-1987). Сын - Владимир (род. 1959, заслуженный деятель искусств РФ, актер и режиссер). Третий супруг - летчик-космонавт, Герой Советского Союза Борис Егоров (1937-1994). Дочь - Наталья (род. 1969).