Наталья Сергеевна Овчинникова родилась 16 августа в г. Брянске. В 2001 г. поступила на Факультет Наук о Материалах МГУ. В 2005 г. получила диплом бакалавра по специальности «Химия, физика и механика материалов», а в январе 2007 г. - диплом магистра. После окончания поступила в очную аспирантуру факультета наук о материалах. В 2010 году защитила диссертацию на соискание ученой степени кандидата химических наук.

В лаборатории термохимии работает с 1-го курса. Имеет более 15 публикаций и 30 тезисов на научных конференциях.

Н.С. Овчинникова является руководителем студенческого и аспирантского семинаров лаборатории термохимии. Под ее руководством защищены 2 дипломные работы.