Народилася 7 грудня 1975 року в місті Київ.
Науменко закінчила 241-ю столичну школу і отримала юридичну освіту. Має звання «Почесний юрист».
Науменко була інспектором Державного Департаменту громадянства, імміграції та реєстрації фізичних осіб МВС України. Пізніше Наталія займала керівну посаду в Державному комітеті України у справах національностей та міграції: займалася питаннями біженців та шукачів притулку.
З 2011 року до серпня 2018 року Наталя керувала Департаментом у справах біженців та іноземців Державної міграційної служби України. Потім вона стала заступником голови ДМСУ. Згідно з розпорядженням голови Кабінету міністрів, Науменко була призначена на цю посаду строком на п'ять років.
У вересні того ж року розпорядженням президента Порошенко вона увійшла до складу делегації для участі в переговорах у рамках ООН з підготовки проєкту Глобальної угоди про біженців.
29 вересня 2021 року після звільнення Максима Соколюка, Наталя стала виконуючою обов'язки керівника служби. 11 жовтня Науменко очолила відомство вже без приставки в.о.
19 серпня 2023 року Кабінет Міністрів призначив Наталію Науменко головою Державної міграційної служби України.
Наталя одружена із Максимом Науменком. У подружжя четверо дітей: сини Данило, Андрій, Іван та донька Марія.
21.08.2023