Наталья Сергеевна Гончарова родилась 21 июня 1881 года в селе Нагаево Тульской губернии в семье архитектора Сергея Михайловича Гончарова и Екатерины Ильиничны (Беляевой). Ее детство прошло в фамильных имениях средней полосы России. В 1891 году вместе с семьей Гончарова переехала в Москву, где в 1901 году поступила на скульптурное отделение МУЖВЗ в класс Паоло Трубецкого. Там она встретила Михаила Ларионова — студента последнего класса общеобразовательного училища, который стал ее многолетним партнером. В 1908 году Гончарова одновременно училась и преподавала в студии И. Машкова и А. Михайловского в Малом Харитоньевском переулке. В 1911-1912 годах Наталья Сергеевна увлеклась приёмами лучизма, её работы принимали участие во многих авангардных выставках, таких как «Бубновый валет» и «Ослиный хвост». В 1909 году художница дебютировала в театре, создав эскизы к спектаклю «Свадьба Зобеиды» в частной студии К.Ф.Крахта. В 1914 году Наталья Гончарова оформила спектакль «Золотой петушок» для «Русских сезонов» Сергея Дягилева в Париже, спектакль имел грандиозный успех. А в 1915-м они вместе с Михаилом Ларионовым уехали из России во Францию, приняв приглашение Дягилева о постоянной работе. В 1930-1940-х годах Наталья Сергеевна сотрудничала с труппой «Русский балет Монте-Карло». Наталья Гончарова осознавала себя в первую очередь живописцем, но работая для театра, всегда полностью погружалась в процесс, заботилась обо всех деталях оформления, выработав свой особенный взгляд на декорацию и костюм. В собрании ГЦТМ имени А.А. Бахрушина хранятся эскизы костюмов и декораций для постановок в Камерном театре, портрет Александра Таирова, работы к спектаклям «Золотой петушок», «Литургия», «Жар-птица», созданные для антрепризы Сергея Дягилева, эскиз костюма для спектакля «Золушка» антрепризы полковника В. де Базиля, эскизы костюмов и декорации для балета «Игрушки» для «Русского балета Монте-Карло».