Родилась 25 декабря 1979 года в городе Мирный, Республики Саха (Якутия).

В 2002 году окончила Санкт-Петербургский государственный университет. В 2012 году она также окончила аспирантуру Санкт-Петербургского государственного университета экономики и финансов по специальности «Экономика», получив степень кандидата экономических наук.

Наталья Трунова с 2002 по 2009 год работала в Фонде «Центр стратегических разработок «Северо-Запад», последняя должность-руководитель проектного направления.

С 2010 по 2012 год работала председателем Государственного комитета по туризму, инвестициям и пространственному развитию Псковской области.

С 2013 года по октябрь 2014 года работала директором ГКУ «Агентство экономического развития Ленинградской области».

С 2014 по 2015 год-исполнительный директор ООО «Институт «Ленгипрогор».

С 2018 года она является вице-президентом Фонда «Центр стратегических разработок», руководителем направления «Пространственное развитие», кандидатом экономических наук.

Наталья Трунова также является членом экспертно-консультативного совета при председателе Счетной палаты Российской Федерации по стратегическому управлению и развитию государственного аудита, сопредседателем рабочей группы Генерального совета партии «Единая Россия» по реализации национальных проектов, членом экспертного совета при Министерстве строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации по созданию комфортной городской среды, членом экспертного совета Агентства стратегических инициатив, членом Общественного совета при Министерстве экономического развития Российской Федерации, членом экспертной группы Всероссийского конкурса по определению пилотных территорий развития экологического туризма.