Наталья Сергеевна Земцова родилась 7 декабря 1987 года в городе Омск в семье тренера по боксу.

После окончания школы, Наталья поступила в Омский государственный университет на факультет культуры и искусств.

В 2006 году Земцова уехала в Санкт-Петербург, где до 2011 года училась в Театральной Академии (СПбГАТИ) на курсе А. Зеланда.

В 2010 году, будучи еще студенткой, Наталья дебютировала на телеэкранах. Она появилась в одном из эпизодов сериала «Голоса», а также сыграла роль первого плана во втором сезоне сериала «Любовь на районе».

В 2011 году она появилась в эпизодической роли в сериале «Мы — одна семья», а также сыграла роль Вики в сериале «Опережая выстрел».

В 2012 году Наталья получила главную роль в сериале «Восьмидесятые», где исполнила роль студентки Инги Бородиной.

В 2013 году Наталья приступила к съемкам в сериале «Кухня», премьера третьего сезона которого состоялась в феврале 2014 года.