Заслуженная артистка РФ (1996). В детстве Наталья Дмитриева была влюблена в профессию балерины, но данных для балета оказалось недостаточно. Шесть лет училась при консерватории по классу фортепиано, пела в детском хоре Мариинского театра, и это была первая в ее жизни сцена, на которую повезло выйти в опере "Кармен", в театральном костюме и гриме. В девятом классе школы познакомилась с искусством, которое было сродни балету - искусством пантомимы, и была принята в знаменитую студию при дворце Ленсовета, из которой уже вышли и стали знаменитыми мимы Елизаров, Агешин, и группа "Четвёрка", которой руководил Р. Славский. В 16 лет получила свою первую премию за танец-пантомиму "Рассказ охотника", которая была зарегистрирована в бюро авторских прав и которую впоследствии играла группа пантомимы при театре А. Райкина. Окончила ЛГИТМиК (класс В. Андрушкевича) в 1968 году. Была принята в труппу Театра имени Ленинского комсомола, где сыграла главные роли в спектаклях «Святая ночь», «Соломенная шляпка», «Две зимы и три лета», «Три мушкетера», «Ключ без права передачи», «Лошадь Пржевальского», «По ком звонит колокол», «Жаворонок», «Кентавры», «Чайка». В 1979 году пришла в труппу Театра имени Ленсовета, где проработала один сезон. Награждена за роль невесты Чарли (Ленком, мюзикл "Тётушка Чарли") на конкурсе "Молодость, мастерство и современность". С 1981 года по настоящее время — в Молодежном театре. Среди основных ролей на этой сцене - Мать в спектакле «Отпуск по ранению», Айман Ана («И дольше века длится день»), балерина в «Пяти углах». С приходом в театр С. Спивака играла в спектаклях «Своя семья, или Замужняя невеста», «Трехгрошовая опера», «Маркиз де Сад», «Жаворонок». Много работала на телевидении. В кино сыграла более 20 ролей. Последние 15 лет работала в детском театральном центре Красносельского района Петербурга. Была замужем за актером Леонидом Неведомским. Дочь - балетмейстер и режиссер Полина Неведомская.