Наталья Селезнёва родилась 19 июня 1945 года в Москве. Её отец, Игорь Полинковский, был известным в Москве фотографом, а мать художницей. В 1966 году окончила театральное училище имени Б. В. Щукина (курс Бориса Захавы) и стала актрисой МАТС. В шестилетнем возрасте сыграла главную роль в спектакле ЦАТСА. В кино — с 1953 года (первая роль — Сашенька в фильме "Алёша Птицын вырабатывает характер"). Успех пришёл с выходом фильма Леонида Гайдая "Операция „Ы“ и другие приключения Шурика", в которой Наталья сыграла Лиду. В дальнейшем она ещё дважды снималась в комедиях Леонида Гайдая — в фильмах "Иван Васильевич меняет профессию" и "Не может быть!".