Наталья Мендыгалиева родилась в Республике Казахстан. В школьные годы начала заниматься подводным плаванием. Впоследствии выполнила норматив мастера спорта Российской Федерации по подводному плаванию. Позднее переехала в город Москва.

Высшее образование после школы получала сначала в Российском государственном университете физической культуры, спорта, молодежи и туризма; затем продолжила образование Московской финансово-промышленной академии.

С 1979 года Мендыгалиева начала спортивную карьеру тренера. В период, с 1990 по 1993 года, работала в Италии.

Наталья Анатольевна занимает должность старшего тренера юниорской сборной России по синхронному плаванию. Под ее руководством юниорская сборная команда России более 20 лет не знает поражений в мировом синхронном плавании.

Мендыгалиева замужем за советским ватерполистом, бронзовым призёром Олимпийских игр, Нурланом Мендыгалиевым.

За большой вклад в развитие физической культуры и спорта, высокие спортивные достижения удостоена Почетного звания «Заслуженный тренер Российской Федерации».