В 1984 году Наталья Вавилова окончила Всесоюзный государственный институт кинематографии (ВГИК) (актёрская мастерская Евгения Матвеева).
В 1987 году на съемках фильма «Николай Подвойский» актриса получила травму позвоночника. Наталья должна была появиться в кадре на лошади. Во время съемок, работник ипподрома по ошибке вывел другую лошадь, с больной спиной. От боли животное встало на дыбы и скинуло наездницу. Наталья получила травму позвоночника средней тяжести. После этого случая актерская карьера Натальи закончилась.
Тяжелая вода
Лена Соловьева
Розыгрыш
Тая Петрова
Шофёр на один рейс
Лиля, дочь Софьи Макаровны
По улицам комод водили...
незнакомка в электричке, новелла «На волоске»
Мой избранник
Таня
Нас венчали не в церкви
Лариса Чемоданова
Не ходите, девки, замуж
доярка
Сказ про то, как царь Петр арапа женил
дама на балу, в титрах не указана
Красные дипкурьеры
Лена
Ученик лекаря