Наталия Ефремова е завършила право в Софийския университет „Св. Климент Охридски“ и притежава магистърска степен по икономика от Великотърновския университет „Св. Св. Кирил и Методий“. През периода 2003 г. – 2008 г. е била директор на дирекция „Управление на програми и проекти“ в Министерството на здравеопазването. В Министерството на труда и социалната политика заема длъжността заместник главен директор на Главна дирекция „Европейски фондове, международни проекти и програми“ от 2009 г. до 2012 г., след което от 2016 г. е главен директор на същата дирекция. От август 2022 г. до юни 2023 г. е заместник-министър на труда и социалната политика, а от юни 2023 г. отново заема поста заместник главен директор ГД „Европейски фондове, международни проекти и програми“.
Заместник-министър Наталия Ефремова организира и координира дейността на Министерството на труда и социалната политика в областта на европейските фондове, международните програми и проекти, международното сътрудничество и координацията по въпросите на Европейския съюз.
Тя наблюдава и координира дейността на главна дирекция „Европейски фондове, международни програми и проекти“, дирекция „Международно сътрудничество, програми и европейска интеграция” и дирекция „Международно сътрудничество, програми и европейска интеграция“ на Агенцията за социално подпомагане.