Наталья Рычкова родилась 6 марта 1981 года в городе Москва. Родители Натальи из Омска: отец, Юрий Рычков - в прошлом хоккеист, сейчас тренер по хоккею; у матери педагогическое образование.

Наталья Рычкова окончила Славянский институт, актерский факультет, а руководителем курса, нак котором училась Наталья, была народная артистка России Людмила Иванова.

С 2002 года по 2006 год служила в Новом Московском драматическом театре. Критики особо отметили игру Натальи в спектаклях «Шутники» и «Гамлет».

Актриса начала сниматься в 2005 году, и первая же роль принесла ей широкую известность: Наталья Рычкова сыграла Юлиану Виноградову в сериале «Не родись красивой».

К 2016 году в фильмографии актрисы были такие фильмы и сериалы, как: «Эра Стрельца» и «Чемпион», «Девичья охота» и «В зоне риска», комедийная мелодрама «Семь Я», популярная многосерийная мелодрама «Земский доктор. Возвращение», многосерийный проект режиссера Олега Фомина «Ледников», «Метод Фрейда» и «Метод Фрейда 2» на Первом канале.