Будущая актрса сцены родилась 22 июня 1947 года в румынском городе Констанца. Отец Натальи Варлей был морским офицером, поэтому семье военных пришлось поселиться в Мурманске. Девочка с раннего возраста проявляла творческие наклонности: ей нравилось рисовать и петь. После переезда в Москву Наташу сжигали мечты о карьере цирковой артистки.