Наталия Богунова родилась 8 апреля 1948 года в Ленинграде. Училась в Ленинградском хореографическом училище им. А. Вагановой. В 1970 году окончила ВГИК (актёрская мастерская Б. Бабочкина). В 1970—1987 гг. — актриса Театра им. Моссовета, в кино — с 1963 года. В 70-е годы была участницей кабачка «13 стульев». Наибольшую популярность ей принесли роли Снегурочки в фильме «Весенняя сказка» и Светланы Афанасьевны (жены Ганжи) в фильме «Большая перемена». С начала 1990-х годов не снималась.