Наталья Кирилловна Нарышкина родилась в 1651 году в семье мелкопоместных дворян. За своё скромное происхождение она получила прозвище «лапотная царица» — завистники говорили, что в детстве девочка бегала в лаптях, как простая крестьянка.
Когда Наталье исполнилось 11 лет, её отдали на воспитание дальнему родственнику Артамону Матвееву. Он сыграл не последнюю роль в судьбе будущей царицы. Прогрессивный и просвещённый фаворит царя, Матвеев был сторонником воспитания по западному образцу. Наталью обучали физике, литературе, поэтике, истории, математике. Кроме того, Нарышкина играла в театральных спектаклях и свободно говорила на немецком.
На одном из таких светских раутов Наталья Нарышкина была представлена царю Алексею Михайловичу. Государь не смог устоять перед красавицей. По свидетельствам современников, Наталья и правда обладала яркой внешностью: высокая, изящная, с приятным лицом.
Знакомство совпало по времени с поисками второй жены для царя. Первая, Мария Милославская, скончалась из-за послеродовой горячки. И хотя Нарышкиной пришлось наравне с другими девушками участвовать в смотре невест, её «победа» была предопределена.
Венчание прошло 22 января 1671 года, а через год у пары родился сын — будущий император Пётр I. Впоследствии Наталья Кириллов рожала ещё дважды — на свет появились дочери Наталья и Феодора. Последняя умерла в младенчестве.
Смерть Алексея Михайловича в корне изменила спокойную жизнь государыни, вынудив её встать во главе рода и вступить в длительную борьбу за власть с Милославскими.
В январе 1676 года престол занял старший сын Алексея Михайловича от первого брака Фёдор Алексеевич. После его венчания на царство Наталья Кирилловна вместе с детьми покинула Кремль и отправилась в село Преображенское. Там Пётр и Наталья провели детство.
Наталья Кирилловна воспитывала детей по западному образцу. Уже в 3,5 года Пётр начал изучать грамоту и немецкий язык. Интерес к наукам не покидал Петра до конца жизни.
Слабый здоровьем Фёдор Алексеевич скончался в 1682 году. На престол претендовали Иван (согласно некоторым источникам, слабоумный и страдающий эпилепсией) и Пётр. Последнего поддерживали бояре. Царевна Софья, дочь Алексея Михайловича от первого брака, устроила провокацию: был распространен слух, что Ивана якобы умертвили, узнав такое, стрельцы подняли бунт. Жертвами террора стали практически все сторонники Нарышкиной.
Чтобы подготовить Петра к управлению государством, Нарышкина создала в Преображенском потешные войска, в которых воспитывались дети из знатных семей. Таким образом формировался преданный государю круг единомышленников, будущая элита страны.
В 1689 году, воспользовавшись тем, что Софья ослабила хватку и утратила былую мощь и авторитет, Нарышкина сплотила своих сторонников и вынудила регентшу уступить престол Петру.
Наталья Кирилловна Нарышкина умерла на 43-м году. Усыпальница царицы находится на территории Вознесенского монастыря в Москве.