Выдающаяся актриса украинской сцены и кино.
Родилась 27 августа (8 сентября) 1898 года в городе Любомле на Волыне (Украина).
Сдала экстерном экзамены на звание сельской учительницы (1914).
С 1918 года начала работать в театрах.
В 1923 году окончила театральную студию при Первом государственном драматическом театре УССР имени Т.Г. Шевченко в Харькове.
С 1923 года — актриса Харьковского драматического театра имени Т.Г. Шевченко.
С 1927 года — актриса театров Одессы и Киева.
С 1936 года — актриса Академического украинского драматического театра имени Ивана Франко.
С 1954 года — председатель Украинского отделения Театрального общества.
В кино с 1926 года (первая роль — Галя Домбровская — в фильме «ПКП»).
Ужвий Эйзенштейн приглашал в свой фильм "Иван Грозный", но Наталья Михайловна была обессилена после съёмок в военной драме "Радуга". Она надеялась, что в этом фильме её увидят братья. Надежды не оправдались — два брата и муж были расстреляны НКВД.
Единственный сын Михаил погиб — утонул.
Народная артистка СССР (04.01.1944).
Ушла из жизни 22 июля 1986 года в Киеве. Похоронена на Байковом кладбище.
После смерти актрисы на доме, где она жила в Киеве, установлена мемориальная доска. Именем Наталии Ужвий названы улицы в Киеве и Харькове, дом ветеранов сцены в Пуще-Водице под Киевом.