Natalya Vavilova, pe numele complet Natalia Dmitriyevna Vavilova, s-a născut la data de 26.01.1959, la Moscova, Rusia. Vavilova și-a început cariera de actriță la vârsta de paisprezece ani. Ea a apărut în mai multe roluri secundare. În 1984, Natalya Vavilova a absolvit Institutul de Stat al Cinematografiei din Uniunea Sovietică, studiind cu Yevgeny Matveyev, un apreciat actor și regizor rus. Colegul ei de clasă a fost Alim Kouliev. Actrița a rămas cunoscută pentru rolurile ei din filme, precum: Rozygrysh - 1977, Curierii diplomatici roșii - 1977, Apă grea - 1979, Invazie - 1980, Moscova nu crede în lacrimi - 1980 (rolul Aleksandra Tikhomirova; filmul a primit premiul Oscar la categoria Cel mai bun film străin), Șoferul pentru o călătorie - 1981, Noi nu am fost căsătoriți în biserică - 1982, Drumul norocului - 1983, Elevul doctorului - 1983, Victorie - 1984, Aleșii mei - 1984, Nu vă căsătoriți, fete - 1985, Tren în afara programului - 1985, Barmanul din Ancora de aur - 1986, Timpul fiilor - 1986, Nayezdniki - 1987, Stervyatniki na dorogakh - 1990, Road Hawks - 1990. În timp ce filma pentru producția Nikolai Podvoisky, ea a căzut de pe cal și a suferit un traumatism spinal. Ultimul ei film a fost Cazul Sukhovo-Kobylin - 1991. De atunci, ea a evitat orice contact cu presa. S-a implicat în activități de floricultură și flantropie. În plan personal, ea a fost căsătorită cu actorul și regizorul Samvel Gasparov, din 1980 până în 2020, la moartea lui cauzată de COVID-19. Locuiește într-o casă aflată la doisprezece kilometri de Moscova.