Fra 2000 arbeidet hun ved Memorials kontor i Groznyj. Der arbeidet hun blant andre sammen med Anna Politkovskaja og juristen Stanislav Markelov som begge ble myrdet, henholdsvis i 2006 og i 2009. Før hun selv ble myrdet hadde Estemirova arbeidet for å finne ut hva som skjedde da Politkovskaja ble myrdet.
Den 15. juli2009 ble Natalja Estemirova (ifølge Tanja Lokshina i Human Rights Watch i Moskva) bortført fra sitt hjem i Groznyj av ukjente personer rundt klokka 08:30. Hennes kolleger ante uråd da hun ikke hadde dukket opp til et møte som planlagt. De dro hjem til henne der de fant øyevitner som kunne fortelle hva som var hendt.[7] To vitner hadde sett Estemirova bli tvunget inn i en bil mens hun ropte at hun var bortført.
Lokshina sa at Estemirova jobbet med "ekstremt sensitive" tilfeller av menneskerettighetsovergrep i Tsjetsjenia da hun bortført. Hun sa også at Estemirova var blitt bortført på grunn av sitt yrke. Human Rights Watch sendte krav til både Kreml og den tsjetsjenske presidenten Ramzan Kadyrov om at Estemirova måtte returnere hjem uskadd.[8]
Vladimir Markin, pressesekretær ved undersøkende komité for den russiske tilsvarende Den aktor generalsekretær, (??) kunngjorde at liket av en kvinne med en kulehull i hodet og brystet var blitt funnet ved 16:30 i skogen 100 meter fra en motorvei i nærheten av landsbyen Gazi -Yurt i Nazran. Ved hjelp av innholdet i kvinnens veske ble det konstatert at det var Estemirova.
Minne
Natalia Project er et internasjonalt prosjekt for å tilby trygghetsalarmer til utsatte menneskerettsforkjempere over hele verden. Prosjektet er oppkalt etter Estemirova.
