Родилась 10 апреля 1935 года
Дочь Сергея Павловича Королёва. В 1958 году с отличием окончила первый Московский медицинский институт им. И.М. Сеченова, в 1960 году — клиническую ординатуру в Институте им. А.В. Вишневского. Работала ординатором хирургической клиники Московской городской клинической больницы им. С.П. Боткина, затем — научным сотрудником НИИ клинической и экспериментальной хирургии МЗ СССР. С 1982 г.- профессор кафедры госпитальной хирургии № 1 лечебного факультета Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова.
Н. С. Королёва является лауреатом Государственной премии СССР, премии им. Н.И. Пирогова АМН СССР. Опубликовала более 200 научных работ, имеет три авторских свидетельства на изобретения.
Н. С. Королёва — высококвалифицированный хирург, опытный педагог. Награждена значком «Отличник здравоохранения», медалью «Ветеран труда», серебряной и бронзовой медалями ВДНХ. Наталья Сергеевна — член Европейского респираторного общества, член-корреспондент Кубинского общества хирургов, академик Международной академии информатизации, академик Академии космонавтики им. К.Э. Циолковского.
