Наталья Венедиктовна Ковшова родилась 26 ноября 1920 года в столице Башкирии — Уфе. Ее русские предки по материнской линии были из Дуванского района. Там ее дед Д. М. Араловец был народным учителем и одним из первых в Башкирии председателей сельсовета. Деда вместе с двумя сыновьями, 17 и 19 лет, и братьями матери зверски замучили белые в 1918 году. Наташа также была племянницей участника революции и гражданской войны на Урале, Виталия Дмитриевича Ковшова, погибшего в бою с белыми частями Булак-Балаховича в ноябре 1920 года и похороненного на Красной площади у стен Кремля.
Наташа росла очень болезненной девочкой и впервые пошла в школу только в девять лет, когда семья переехала в Москву (семья состояла всего из двух человек: матери и дочери. Отца Наташа лишилась, когда ей было семь лет). Поэтому нет никакого противоречия в том, что своей ее по праву считают как в Уфе (на одном из домов по улице Пушкина была открыта мемориальная доска Герою Советского Союза Наталье Ковшовой), так и в столице, где прошла юность отважной девушки. Это дало право поэту Михаилу Матусовскому написать о Наталье Ковшовой как о москвичке:
Немало героев взрастила война,
Но мы называем двух,
И нам никогда не забыть имена
Отважных московских подруг.
Кроме того, с 1989 года в Уфе проводится легкоатлетический пробег памяти Натальи Ковшовой. Выступая на митинге в день открытия мемориальной доски, известный в республике марафонец и спортивный журналист Анатолий Крюков (кстати, он один из главных инициаторов проведения спортивного мероприятия в честь своей землячки) сказал: «У девочки по наследству был напористый и боевой характер. А благодаря активным занятиям физической культурой и спортом — бегом, лыжами, плаванием — она физически окрепла и догнала своих сверстников по учебе. Окончив снайперские курсы, Наташа добровольцем ушла на фронт в составе коммунистической Московской дивизии, имея на груди значок «Ворошиловский стрелок I степени».
Если физическая закалка началась в школе, то интеллектуальная закалка — сызмальства.
Мать Наташи вспоминала, что старалась с детства привить ребенку любовь к литературе: «Свою первую книжку Наташенька получила, когда ей было два года. Это была толстая, в дорогом издании, книга «Птицы Европы». Жили мы тогда в глухом сибирском городке. Негде было купить игрушек, нечем было занять ребенка, и я приучила Наташу рассматривать картинки в этой книге, бережно перелистывая ее. Прежде чем дать Наташеньке книгу, я всегда мыла ей ручки, чтобы она не пачкала страницы. И ребенок понял мое бережное отношение к книге, мое уважение к ней. Уже малюткой Наташенька научилась любить и беречь книгу, ценить ее. И не было впоследствии ни одного случая, чтобы девочка изорвала хотя бы один листок в книжке. Я могла дать маленькой Наташе книгу любой ценности и была совершенно спокойна за ее полную сохранность. Наташа никогда не дралась с детьми. Но, если дети рвали у нее на глазах книжку, она защищала ее как только могла, пуская в ход и кулачки«.
После окончания московской школы № 281 в Уланском переулке (сегодня — № 1284) Ковшова поступила на работу в трест организации авиационной промышленности «Оргавиапром». Еще подростком Наташа начала овладевать военными знаниями и навыками. Ее огорчало, что женщин не берут в Красную армию, но однажды, сияя от счастья, она сказала маме: «Ты знаешь, оказывается, если девушка добьется получения четырех оборонных значков, ее берут на военный учет! Ну, так я получу все пять значков!» И Наташа их получила, совмещая общественную комсомольскую работу с учебой в школе, участием в спортивном клубе и тире Осоавиахима.
«Наташа сдавала последние экзамены в Авиационный институт, — вспоминала ее мама. — Она мечтала стать инженером и летчиком, а ушла из института добровольно в военную школу снайперов«.
На личном счету снайпера Ковшовой, воевавшей на Северо-Западном фронте, не менее 200 уничтоженных солдат и офицеров врага. В наградном листе от 1942 г. сказано: «21 — 22 февраля в боях за дер. Новая Русса Ковшова истребила 11 фрицев.Были и другие подвиги. Так, под ураганным огнем Наталья Ковшова вынесла с боя поля тяжело раненного командира батальона.
В одном из своих писем к матери в ноябре 1941 года Наташа писала:
Любимая моя мама! Еще 20 октября мы приняли красную присягу. Ты подумай только: я, обыкновенная девушка, удостоена чести быть воином нашей Красной Армии, да еще вдобавок защищаю нашу Москву, нашу родную, горячо любимую, вечно молодую столицу. И знай, что во имя нашего счастья, во имя нашей большой и радостной победы я оправдаю это доверие Родины и отдам все, что могу, — свои силы, уменье и жизнь, чтобы не пустить коричневую гадину к Москве, чтобы стереть ее с лица земли…
14 августа 1942 года около деревни Сутоки Новгородской области Наталья Ковшова вместе со снайпером Марией Поливановой вела бой до последнего патрона. У девушек оставалось 4 гранаты. Метнув по две в окруживших их гитлеровцев, героини дождались, когда враги приблизятся, и взорвали себя и их.
Звание Героя Советского Союза Наталье Ковшовой присвоено посмертно Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 февраля 1943 года.