Закончила факультет вычислительной математики и кибернетики МГУ в 1991 году, там же поступила в аспирантуру.
В 1992 году поступила в аспирантуру Университета штата Флорида, где в 1997 году защитила диссертацию (PhD).
В 1997—2002 годах работала в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (с 1999 года — ассистент профессора), с 2002 года — лектор, старший лектор, ридер в Кембриджском университете.
В 2013 году стала профессором математики Кембриджского университета — первой в Кембридже женщиной-профессором в математике, второй женщиной-профессором в отделении прикладной математики и теоретической физики. Космолог Anne-Christine Davis стала профессором теоретической физики в том же отделении в Кембридже в 2002 году .
С 2013 года –– также профессор Сколковского института науки и технологий..
В 2013—2014 годах — декан, с 2015 года — директор программы по фотонике и квантовым материалам.Разрабатывала математические модели сверхтекучести, квантовой турбулентности, когерентных процессов в квантовых системах, конденсации Бозе-Эйнштейна, использование которых кроме общетеоретического интереса имеет широкие прикладные перспективы.Примечания Solitary Waves in Nonlinear Evolution Equations, 1996 College news Professor Anne-Christine Davis (Department for Applied Mathematics and Theoretical Physics) Anne-Christine Davis (англ.) в проекте «Математическая генеалогия» Professor Natalia Berloff: 2013—1016 on leave. Faculty of Mathematics: In 2013—2016 Natalia is on leave of absence from Cambridge serving as Dean of Faculty and the director of Cambridge-Skoltech Center on Quantum Fluids in the newly founded Skoltech Institute of Science and Technology