Наталья Яковлевна Величко родилась 4 мая 1941 года в городе Фрунзе.
В 1961 году окончила Московское дирижёрско-хоровое училище.
В 1965 году — Всесоюзный государственный институт кинематографии (ВГИК) (актёрская мастерская Ю. Геники и В. Шишкова).
В 1979 — режиссёрское отделение ВГИКа (мастерская А. Б. Столпера).
В 1965-1992 годах — актриса Театра-студии киноактёра.