26 января 1959 года в Москве родилась девочка Наташа. Ее отец, Дмитрий Вавилов, был дипломатом и будущее дочери видел в собственной профессии. Пойти по стопам отца девочке помешали случай и место жительства: семья Вавиловых жила неподалеку от киностудии «Мосфильм». Судьба Наташи определилась, когда ей исполнилось четырнадцать лет. На Ленинском проспекте к ней подошли люди и, словно в чудесной девчоночьей мечте, спросили, не хочет ли она играть в кино. Практически любая девочка на ее месте сказала бы «да». Согласилась и Наташа.
Фильм, в котором ее пригласили сниматься, назывался «Такие высокие горы». На экраны он вышел в 1974 году, а еще через два года Наташе предложили одну из главных ролей в картине «Розыгрыш» Владимира Меньшова. Партнером девочки на съемочной площадке оказались Олег Табаков, Евгения Ханаева, Наталья Фатеева и Дмитрий Харатьян, для которого эти съемки стали дебютом. «Розыгрыш» получил приз «Алая гвоздика», режиссер, сценарист и оператор удостоились Государственной премии РСФСР, а юные актеры обрели всесоюзную популярность.
После этого успеха Наталья Вавилова снялась еще в двух кинофильмах – «Красные дипкурьеры» (1977 год) и «По улицам комод водили» (1978 год). В это же время Владимир Меньшов, начинавший съемки знаменитой картины «Москва слезам не верит», предложил ей сыграть дочь своей главной героини, Александру, но столкнулся с серьезной проблемой. Родители Наташи считали ее актерскую карьеру совершенно несерьезным развлечением. Пора было задуматься о настоящей профессии, и Наташу устроили на курсы при МИДе, запретив даже думать о съемках. Юную актрису буквально посадили под замок и не разрешали подходить к телефону. Меньшов же хотел снять в своем фильме именно Наташу, а потому вместе с Алексеем Баталовым, исполнителем главной мужской роли и очень известным актером, отправился к Наташе домой. Устоять перед таким визитом потрясенные Наташины родители не сумели.
Фильм «Москва слезам не верит», появившийся на экранах в 1979 году, стал классикой советского кино, а два года спустя получил премию «Оскар». Такая победа была огромной неожиданностью для отечественных кинокритиков, которые сочли картину «дешевой мелодрамой». Наталье Вавиловой эта мелодрама не только принесла огромную славу, но и полностью изменила ее жизнь.
На премьере картины, проходившей в Доме Кино, Наташа познакомилась с однокурсником Владимира Меньшова Самвелом Гаспаровым. По словам Гаспарова, он влюбился в юную актрису с первого взгляда и сразу же понял, что она должна стать его женой. Единственным препятствием к этому была разница в возрасте – двадцать один год, но, несмотря на это, Наташа тоже решила, что Самвел – мужчина ее жизни. Их брак действительно оказался очень счастливым и прочным.
Успех картины «Москва слезам не верит» определил и профессию Натальи Вавиловой: родителям пришлось смириться с ее поступлением во ВГИК и похоронить надежду на то, что дочь сделает карьеру дипломата. На одном курсе с Наташей в мастерской Евгения Матвеева учились Алим Кулиев и Владимир Шевельков.
Диплом ВГИКа Вавилова получила в 1984 году, но и во время студенчества успела сняться в нескольких фильмах, ведь после знаменитой роли Александры режиссеры с удовольствием предлагали ей роли. Пожалуй, самый яркий образ, созданный Натальей в начале восьмидесятых, – дочь священника в романтической драме «Нас венчали не в церкви». В 1983 году актриса снялась в сказке «Ученик лекаря», одном из первых в Советском Союзе стереофильме. Через два года вышла картина «Поезд вне расписания», снятая в жанре «фильм-катастрофа». Здесь партнером Натальи на съемках стал Владимир Шевельков, ее однокурсник. Были и другие роли, в том числе в фильмах «Шофер на один рейс», «Полоса везения», «Не ходите, девки, замуж», «Бармен из «Золотого якоря», «Время сыновей».
В 1987 году Наталья Вавилова снималась в картине «Николай Подвойский», в одном из эпизодов которого должна была появиться на лошади. К лошадям актрисе никогда не приходилось даже приближаться, а потому, получив роль, она начала заниматься в Измайловской конно-спортивной школе и научилась верховой езде. Но на съемочной площадке произошло несчастье: по ошибке работника ипподрома актрису усадили на коня с больной спиной. От боли конь встал на дыбы, понес, и удержаться на нем Наталья не смогла. Она получила серьезную травму и почти месяц провела в больнице. Ее возвращения дирекция фильма не дождалась, найдя актрисе замену.
Такое отношение, разумеется, стало для Вавиловой большим ударом. Чтобы вывести жену из депрессии, Самвел отложил собственные дела и увез Наталью в долгое путешествие. После возвращения домой Гаспаров дал ей главную роль в своем новом триллере «Стервятники на дорогах». К сожалению, на тот момент российский кинематограф переживал далеко не лучшие времена, и фильм лег на полку. Этого потрясения Наталья Дмитириевна перенести уже не смогла и решила завершить актерскую карьеру. Ее последней работой в кино стала небольшая роль в мини-сериале «Дело Сухово-Кобылина» (1991 год). Предложения сниматься к Наталье Вавиловой по-прежнему поступали, но ни одно из них ее не заинтересовало.
Сейчас Наталья Дмитриевна живет вместе с мужем неподалеку от Москвы, в доме, построенном по собственному проекту. Ее занятия – домашнее хозяйство, садоводство и благотворительность. Гаспаров и Вавилова поддерживают материальной помощью детские дома, но разговаривать об этом отказываются, считая, что подобные вещи не стоит афишировать. Да и вообще получить у бывшей кинозвезды интервью – дело далеко не простое, так как общаться с журналистами она не любит.