Наталья Наумова родилась 1 марта 1974 года в семье режиссёра Владимира Наумова и актрисы Натальи Белохвостиковой.
Окончила актёрский факультет ВГИКа (мастерская Армена Джигарханяна и Альберта Филозова) и Институт повышения квалификации при Министерстве культуры РФ (мастерская Аллы Суриковой и Александра Муратова).