Советская киноактриса. Наталья родилась 26 января 1959 года в Москве. В 1984 году окончила Всесоюзный государственный институт кинематографии (ВГИК) (актёрская мастерская Евгения Матвеева). Дебютом Вавиловой в кинематографе стала киноповесть "Такие высокие горы" (1974) режиссёра Юлии Солнцевой. Первая известность пришла к девушке после исполнения роли школьницы Таи Петровой в фильме "Розыгрыш" (1976) режиссёра Владимира Меньшова. Всесоюзный успех Наталье принесла роль Александры Тихомировой - дочери главной героини в художественном фильме "Москва слезам не верит" (1979) режиссёра Владимира Меньшова. Затем она снялась в картине своего мужа "Стервятники на дорогах" (1990) и в фильме "Дело Сухово-Кобылина" (1991) режиссёра Леонида Пчёлкина, после чего завершила свою кинокарьеру