Наталия Сергеевна родилась в семье военнослужащего в Ставрополе. В детстве Наталию преследовали болезни, связанные с дыханием, поэтому врачи порекомендовали матери будущей актрисы сменить климат. Семья переехала в Иркутскую область в город Усолье-Сибирское, где Наталия прожила 10 лет. После школы поступила в Иркутское театральное училище, не окончив его, решила ехать в Москву.
Стала студенткой Школы-студии им. Немировича-Данченко, которую окончила в 1975 году.
Дебют в кино состоялся в 1970 году в картине режиссеров Бориса Яшина и Маноса Захариаса «Город первой любви», Наталия Сергеевна сыграла одну из главных ролей – Вику.
Всего фильмография актрисы насчитывает более 70 ролей в кино, 16 ролей в театре, 1 режиссерскую работу в театре.
Картины с участием Егоровой, поставленные на Киностудии им. Горького: «Ох уж эта Настя» (1971), «Полёт с космонавтом» (1980), «Приказ: огонь не открывать» (1981), «Приказ: перейти границу» (1982), «Кому на Руси жить…» (1989).
В 1994 году Наталия Серге