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“. Има дългогодишен опит в държавната администрация, където заема експертни и ръководни позиции в областта на труда и социалната политика, управлението на средства от Европейския съюз и в сферата на здравеопазването.

Започва работа в държавната администрация в Агенцията за държавни вземания към Министерството на финансите през 2000 г. Три години по-късно професионалният ѝ път продължава в Министерството на здравеопазването, където заема различни позиции. В периода от 2005 г. до 2008 г. е здравно аташе в Постоянното представителство на България към Европейския съюз в Брюксел. След това ръководи дирекция „Управление на програми и проекти“.

Кариерата ѝ продължава в Министерството на труда и социалната политика, където от 2009 г. до момента заема различни ръководни постове. В периода от 2009 г. – 2022 г. заема ръководни позиции в сферата на управлението на средства от Европейския съюз като зам. главен директор и главен директор на Главна дирекция „Европейски фондове, международни програми и проекти“ – Управляващ орган на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси“. Основните ѝ отговорности са свързани с програмирането, договарянето и верификацията на европейските средства в областта на пазара на труда, социалното включване, образованието и здравеопазването. Ръководи и програма ФАР.

През 2022 година става заместник-министър на труда и социалната политика с ресор европейски фондове и програми и международно сътрудничество. Заема тази позиция и в периода от април 2024 г. до май 2026 г. Ресорът ѝ включва координирането на политиките на пазара на труда, трудовите и осигурителните права, жизненото равнище и демографската политика, международното сътрудничество и управлението на европейските фондове и програми.

Като заместник-министър е управител на Фонд „Условия на труд“, председател на Националния съвет за насърчаване на заетостта и Национален координатор на Европейската гаранция за детето. Заемала е и позицията Национален координатор на Европейската година на уменията.

Владее английски и руски език. Омъжена с две деца.