Она появилась на свет 7 января 1948 года в посёлке Борзя под Читой в семье военного. Наташа росла активной и всесторонне одарённой девочкой. Она хорошо училась в школе, занималась танцами, плаванием и гимнастикой.
Гвоздикова всерьёз подумывала связать жизнь со спортом, но в старших классах травмировала ногу, так что о спортивной карьере пришлось забыть. Однако девушка не слишком расстроилась, ведь у неё была и другая мечта — стать актрисой.
С самого детства перед глазами у Наташи был пример старшей сестры. Люда Гвоздикова была старше на семь лет — она первая вырвалась из глубинки в столицу, поступив в ГИТИС. После выпуска Людмилу пригласили в Театр миниатюр Аркадия Райкина, где она много лет выходила на одну сцену с легендарным комиком. Появлялась она и в небольших ролях в кино и на телевидении.
Получив школьный аттестат, Наталья последовала за сестрой в Москву, правда выбрала для себя другое учебное заведение. Перед сибирской красавицей свои двери распахнул ВГИК, причём попала талантливая девушка на курс к самим Сергею Герасимову и Тамаре Макаровой.
Ещё студенткой она дебютировала в короткометражном фильме «Белые дюны», а затем вместе с однокурсниками снялась в картине своего наставника «У озера». Сразу после выпуска Наталья была принята в труппу Театра-студии киноактёра, которому впоследствии отдала больше двадцати лет жизни.
На последнем курсе Гвоздиковой досталась главная роль в одной из новелл киноальманаха «Город первой любви», где она сыграла влюблённую гимназистку Таню Преображенскую. Затем её фильмографию пополнили картины «Ох уж эта Настя!», «Пётр Рябинкин», «Печки-лавочки». Но настоящим прорывом для актрисы стала роль невесты Нестора Петровича в мелодраме о вечерней школе «Большая перемена».
На съёмочной площадке собрались одни блондинки, поэтому Наталью было решено переделать в брюнетку с помощью тёмного парика, так что её с трудом можно было узнать в кадре. При монтаже экранное время актрисы оказалось сильно урезано, а особенно она переживала, что в картину не вошла песня в её исполнении.
Гвоздикова вспоминала, что её роль сократили из-за обиды режиссёра — тот пытался приударить за молодой актрисой, но она не ответила взаимностью.
После небывалого успеха «Большой перемены» Наталья Гвоздикова вернула светлый цвет волос, снялась в фильмах «Берега», «Возле этих окон…», «За облаками — небо», появилась в небольшой роли телефонистки в «Калине красной». Её творческие успехи не радовали лишь одного человека — первого мужа.
После института Гвоздикова вышла замуж за подающего надежды учёного-кибернетика, но тот оказался совершенно не готов к жизни с актрисой. Супруг страшно ревновал красавицу-жену к поклонникам и коллегам, дело доходило даже до рукоприкладства.
Когда Наталья узнала о беременности, то уже поняла, что рожать от такого человека нельзя. Последней каплей стала новость об измене супруга — спустя четыре года Гвоздикова наконец подала на развод.
Судьбоносными для актрисы стали съёмки в детективе «Рождённая революцией». Наталье Гвоздиковой предстояло играть жену следователя Кондратьева в исполнении Евгения Жарикова. Актёры не сразу понравились друг другу, но в процессе работы прониклись взаимными чувствами.
Свадьбу сыграли спустя год после премьеры, а ещё через год на свет появился сын Фёдор — впоследствии он окончил институт иностранных языков, стал переводчиком с французского, получил офицерское звание и работал начальником службы информационной безопасности в самолётостроении.
Гвоздикову и Жарикова часто приглашали в совместные проекты. В фильме «Мой генерал» они сыграли родителей мальчика Антона, в драме «Семь часов до гибели» — жену и мужа, переживающих кризис среднего возраста, в деревенском киноромане «Любовь моя вечная» — супругов Грибовых. А в 1995 году появились в образах помещиков Рощиных в экранизации пушкинской «Барышни-крестьянки».
Со стороны их брак казался гармоничным и счастливым — мягкий и спокойный Евгений как нельзя лучше дополнял прямолинейную и сильную Наталью, которую близкие даже окрестили «генералом в юбке». В актёрских кругах супругов называли не иначе как «жареными гвоздями» — такими неделимым был их союз.
Тем неожиданнее и больнее оказалось для Натальи известие о многолетней неверности мужа. Однажды в их дом позвонила женщина и представилась любовницей Жарикова. Оказалось, что актёр на протяжении 12 лет встречался с журналисткой Татьяной Секридовой, которая тайно родила ему сына и дочь. Для Гвоздиковой эта новость стала тяжёлым ударом, к тому же все подробности истории любовница поведала прессе.
Наталья задала мужу лишь один вопрос — я или она. Жариков был в ярости, что журналистка рассказала всему свету о романе, так что оборвал с ней все контакты и остался с женой, публично раскаявшись в измене. Со временем Гвоздикова сумела простить мужа и была с ним до самого конца.
Евгений Жариков ушёл из жизни в 2012 году. С тех пор его вдова почти не снималась в кино. В 2017 году Наталья Гвоздикова перенесла операцию на бедре, но смогла восстановиться, чтобы вновь выйти на сцену и радовать поклонников. В 2021 году она вернулась на экраны, исполнив роль Галины Петровны в детективе «Кулагины». Сегодня актриса отдаёт предпочтение творческим вечерам и благотворительным концертам.
