Во время съемок фильма «Линия жизни» у Натальи возникал роман с французским актером Венсаном Пересом, но отношения продлились недолго. В 2012 году Наталья вышла замуж во второй раз. Ее супругом стал актер Илья Оболонков, который на шесть лет моложе. В 2013 году актриса родила дочь Илиану. Но и этот брак оказался недолгим: супруги развелись в 2018 году, сохранив хорошие отношения ради дочери.
