Родилась в семье военнослужащих[1]. Отец — Валентин Сенчуков, мать — Анна Сенчукова. С пяти лет занималась в хореографической школе. Закончила хореографическое училище в Ставрополе, стала профессиональной танцовщицей.
Потом Наталья переехала из Георгиевска в Москву, где попала в коллектив «Танцевальная машина» под руководством Владимира Шубарина. Проработав в «Танцевальной машине» больше года, ушла оттуда. В следующем году она не смогла найти постоянной работы.
На концерте «Звуковой дорожки» в «Олимпийском» познакомилась с Виктором Рыбиным из группы «Дюна». Рыбин убедил её оставить работу танцовщицы. Наталья ездила вместе с «Дюной» по гастролям и начала петь сама. Она занималась с преподавателем вокала из ГИТИСа, который за год поставил Наталье голос и дыхание.
В 1991 году записала первый альбом «Всё, что было» совместно с группой «Малина», но известности он не получил. В 1994 году записала второй альбом «Ты не Дон Жуан». Песни Натальи Сенчуковой отличаются мягкостью и лиричностью.
При показе Первым каналом церемонии вручения премии «Золотой граммофон» в 2009 году выступление Натальи с песней «Служебный роман» было вырезано. В конце зимы 2010 года стало известно о письме, отправленном Натальей к генеральному директору канала Константину Эрнсту. Однако полный вариант церемонии в эфир так и не вышел.
В одном из выпусков программы МузОбоз, вышедшем в середине 1995 года, оригинальное название «Лодка» было заменено на «Грустная песенка».