Наталья Данилова родилась 25 сентября 1955 года в Ленинграде. Родители девочки были далеки от актерской профессии. Их профессиональными интересами были археология и филология. Сама Наташа мечтала стать журналисткой. При этом с раннего возраста девочка демонстрировала склонность к творчеству. Она сочиняла стихи и могла положить их на музыку собственного сочинения, устраивала литературные чтения и участвовала в школьной самодеятельности. Кинематографический дебют состоялся, когда Наташе только исполнилось тринадцать лет. Режиссер Игорь Масленников подбирал актеров для своего второго фильма, комедии «Завтра, третьего апреля…». Именно он, сняв Данилову в роли Маши Гавриковой, посоветовал девочке всерьез задуматься о будущей актерской, а, возможно, впоследствии и режиссерской карьере.
Вдохновленная высокой оценкой Наталья сразу после окончания школы подала документы в Ленинградский институт театра музыки и кинематографии. Результат превзошел все ожидания. В ходе вступительных экзаменов девушке было предложено пройти дополнительное прослушивание. По его итогам Данилова была зачислена сразу на второй курс института и попала в группу Аркадия Иосифовича Кацмана. Во время учебы Наталья познакомилась со сверстником, учившимся на параллельном, режиссерском факультете. Им был статный и красивый аварец Асхаб Абакаров, о котором грезили многие девушки института. Молодые люди не чаяли души друг в друге, и уже к четвертому курсу официально зарегистрировали свой брак.
В 1976 году Данилова вышла на сцену в дипломной работе, спектакле по пьесе Эмиля Золя «Наследники Рабурдена». Девушка великолепно сыграла сложную и характерную роль мадам Вассар. Присутствовавший на спектакле руководитель БДТ Георгий Товстоногов подошел к Наталье и пригласил присоединиться к своей театральной труппе. Не желающий расставаться с супругой Асхаб отверг предложение Тенгиза Абуладзе о совместной работе и поселился с Даниловой в Ленинграде, но там его карьера потерпела крах. В это же время Наталья обратилась к врачам с жалобами на здоровье. Некоторое время девушка принимала сильнодействующие гормональные препараты. Вскоре выяснилось, что врачи поставили ей неверный диагноз. Наталья была беременна. Мать убеждала дочь в необходимости прервать процесс, так как назначенное ошибочное лечение могло нанести непоправимый вред ребенку. Актриса согласилась и сделала аборт. За этим последовал и развод с мужем. Но это не омрачило жизнь Даниловой. Позднее актриса признавалась, что у нее было множество поклонников и романов.
В 1979 году девушку пригласили на пробы в криминальном детективе Станислава Говорухина «Место встречи изменить нельзя». После прослушивания Наталья была утверждена на роль Вари, младшего сержанта Синичкиной, возлюбленной старшего лейтенанта Шарапова. Эта роль станет визитной карточкой Даниловой на многие годы. Фильм был снят по повести братьев Вайнеров «Эра милосердия». Самым трудным моментом для Даниловой стала съемка эпизода с усыновлением младенца. Позднее актриса признавалась, что не могла сдержать слез при виде новорожденного, которого у нее самой никогда не будет.
