Наталья Защипина родилась 14 января 1939 года в Москве.
В возрасте четырёх лет Наталья была отобрана режиссёром Виктором Эйсымонтом для съёмок в фильме «Жила-была девочка». Наташа сыграла роль Кати — маленькой блокадницы, пережившей весь ужас блокады Ленинграда. Так состоялся её актёрский дебют в кино. Пока девочка росла, приглашения на съёмки следовали одно за другим, и Наталья снималась довольно много: в 1945 году, Наташа снялась в роли Лидочки в фильме Ильи Фрэза «Слон и верёвочка» (в том фильме она снималась вместе с Фаиной Раневской), в 1948 году фильм «Первоклассница» Ильи Фрэза, в 1949 году «У них есть Родина» Александра Файнциммера.
Ближе к окончанию школы Наталья стала задумываться о своей профессии. Мама настаивала на том, чтобы Наталья шла учиться на пианистку, но сама Наталья мечтала о профессии актрисы. Вместе со своими друзьями стала пробовать поступать в театральные ВУЗы Москвы, но её преследовали неудачи — в приёмных комиссиях считали, что девушка избалована кино. В 1954 году, глубокой осенью, она поступила на актёрский факультет ВГИКа, на курс Ольги Пыжовой. При поступлении пришлось скрыть свой кинематографический опыт, и педагог узнала, что на её курсе учится довольно известная юная киноактриса, лишь на втором курсе. ВГИК Наталья окончила в 1961 году.
Наталья после ВГИКа решила идти не на Мосфильм, а пошла в театр. Её сразу приняли в Московский академический театр Сатиры. Главный режиссёр театра Валентин Плучек сразу поставил молоденькой актрисе условие: сначала она должна стать хорошей актрисой, а до тех пор, пока этого не произойдет, сниматься нельзя. И Наталья не принимала ни одного предложения сниматься, хотя таких было много. Однако в конце 1960-х поток приглашений сниматься иссяк. Её появления после этого эпизодичны или связаны с переносом на телеэкран спектаклей театра сатиры.
Московский академический театр Сатиры