Наталья Владимировна Комарова родилась 21 октября 1955 года, в селе Язво Псковской области.
В 1978 году окончила Коммунарский горно-металлургический институт по специальности "Экономика и организация строительства". Работала техником по труду лаборатории научной организации труда, затем экономистом планово-экономического отдела управления капитального строительства Коммунарского металлургического завода.
В 1980 году переехала в Новый Уренгой. В 1980-1994 годах работала в горисполкоме (с 1992 года — в городской администрации): старший экономист (1980-1988), заместитель председателя горисполкома, председатель городской плановой комиссии (1988-1992), 1-й заместитель главы администрации города (1992-1994). В 1994-2000 годах — глава администрации (с 1997-го — мэр) Нового Уренгоя.
В сентябре 2000 — декабре 2001 года — первый заместитель губернатора Ямало-Ненецкого автономного округа. В 2000-2002 годах представляла РФ в Конгрессе местных и региональных властей Европы, была заместителем председателя комитета по устойчивому развитию палаты местных властей.
В декабре 2001 года Наталья Комарова избрана депутатом Государственной думы Федерального собрания Российской Федерации по Ямало-Ненецкому автономному избирательному округу. С 2004 по 2007 г. возглавляет комитет по природным ресурсам и природопользованию Государственной думы Федерального собрания Российской Федерации.
8 февраля 2010 года кандидатура Н.В. Комаровой внесена президентом РФ Д.А. Медведевым в Законодательное собрание Ханты-Мансийского автономного округа — Югры для наделения полномочиями губернатора округа. 1 марта 2010 года Наталья Комарова вступила в должность губернатора Ханты-Мансийского автономного округа — Югры.
Замужем, имеет двух дочерей.