Родилась 12 августа 1946 г. в Вене (Австрия).
В 1963–1968 гг. училась в Ленинградском
электротехническом институте связи им. проф. М.А. Бонч-Бруевича по специальности «радиосвязь». По окончании института работала в КБ «Связьморпроект» (до 1972 г.), а с 1972 по 1979 гг. – на Норильском полярном космофизическом полигоне Сибирского института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Сибирского отделения Академии наук СССР. Здесь началась научная работа Натальи Фёдоровны.
В 1978 г. защитила диссертацию на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук «Исследование прохождения коротковолновых сигналов на радиотрассах в высоких широтах». С 1979 по 1988 г. работала в НПО «Вектор».
С 1988 г. – старший научный сотрудник Отдела геофизики ААНИИ. С 1993 г. – заведующая Лабораторией радиофизических исследований в Отделе геофизики. Таким образом, к середине 1990-х гг. Наталья Фёдоровна возглавила новое направление – исследование активных воздействий мощных электромагнитных волн на ионосферную плазму. Этим занимается и сейчас, продолжает работать в институте. С 1995 г. участвует в экспедициях, которые проходили и проходят в Тромсё (Северная Норвегия), где расположен нагревный комплекс Eiscat и проводятся эксперименты по нагреву.
В 2002 г. защитила докторскую диссертацию «Геофизические эффекты активных воздействий в околоземном космическом пространстве» и стала доктором физико-математических наук.
Признанный специалист в области исследования нелинейных процессов в высокоширотной ионосфере. Полученные ей результаты стали основой для разработки новых и совершенствования существующих методов и технических средств дистанционной диагностики эффектов воздействия мощных радиоволн на полярную ионосферу.
Автор более 120 статей в ведущих отечественных и зарубежных научных журналах и монографии (носит то же название, что и докторская, издана в 2001 г.).
Награждена медалью «За доблестный труд» (1970), знаками «Почётный работник гидрометеослужбы России» (2000) и «Заслуженный метеоролог» (2009).