Родилась 21 октября 1955 г. в Псковской области.
В 1978 г. закончила Коммунарский Горно-Металлургический институт, инженерно-экономический факультет по специальности «экономика и организация строительства» с присвоением квалификации — инженер-экономист.
Трудовую деятельность начала в 1978 году на Коммунарском металлургическом заводе в должности техника по труду лаборатории научной организации труда, затем экономиста планово-экономического отдела УКСа.
В 1980 г. переезжает в город Новый Уренгой, Тюменской области Ямало-Ненецкого автономного округа, где начинает работу в горисполкоме, в должности старшего инспектора.
В 1988 г. становится председателем городской плановой комиссии, затем — заместителем председателя горисполкома, депутатом Городского Совета,
а в 1992 г. — первым заместителем главы администрации г. Новый Уренгой.
В 1994 г. назначена главой администрации города.
В этом же году избирают депутатом Государственной Думы Ямало-Ненецкого автономного округа и депутатом Городского Собрания г. Новый Уренгой.
16 марта 1997 года по результатам выборов продолжила работу главой муниципального образования г. Новый Уренгой вплоть до октября 2000 года.
С октября 2000 г. по декабрь 2001 г. работает первым заместителем Губернатора Ямало-Ненецкого автономного округа, возглавляя Экономический Совет округа.
Одновременно занимается преподавательской деятельностью: является доцентом кафедры социального менеджмента Ямальского нефтегазового института (филиала) Тюменского государственного нефтегазового университета (с 1999).
В декабре 2001 года избрана депутатом Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации по Ямало-Ненецкому автономному избирательному округу.
С 2004 по 2007 г.г. возглавляет Комитет по природным ресурсам и природопользованию Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации.
В декабре 2007 года в третий раз избирается депутатом Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации. В Государственной Думе V созыва продолжает возглавлять Комитет по природным ресурсам, природопользованию и экологии.
8 февраля 2010 года Президент России Дмитрий Медведев внес на рассмотрение депутатов Думы Ханты-Мансийского автономного округа кандидатуру Натальи Комаровой на должность Губернатора Ханты-Мансийского автономного округа-Югры. На внеочередном заседании 15 февраля депутаты единогласно высказались в поддержку ее кандидатуры.
1 марта 2010 года Наталья Комарова вступила в должность Губернатора Ханты-Мансийского автономного округа-Югры.
27 февраля 2015 года Указом Президента Российской Федерации назначена временно исполняющей обязанности Губернатора Ханты-Мансийского автономного округа — Югры.
13 сентября 2015 состоялась церемония вступления Натальи Комаровой в должность избранного губернатора Ханты-Мансийского автономного округа.
13 сентября 2020 года вновь избрана губернатором региона на пятилетний срок.
Воспитывает двоих детей.
