Родилась 26 ноября 1920 года в Уфе. В 1924 семья переехала в Москву[1]. В 1940 году окончила московскую школу № 281 в Уланском переулке (ныне № 1284[2]) и поступила на работу в трест организации авиационной промышленности «Оргавиапром» (ныне — Национальный институт авиационных технологий, НИАТ), созданный в конце осени того же года. Работала инспектором отдела кадров. В 1941 году готовилась к поступлению в Московский авиационный институт.
На личном счету снайпера Ковшовой 167 истреблённых солдат и офицеров противника (по свидетельству её однополчанина Георгия Баловнева, не менее 200;[3] в наградном листе особо упоминается, что среди поражённых целей Ковшовой были вражеские снайперы и пулемётный расчёт противника). Во время службы обучала бойцов мастерству меткой стрельбы.
14 августа 1942 года возле деревни Сутоки Парфинского районаНовгородской области вместе со своей подругой Марией Поливановой вступила в бой с противником. В неравном бою обе были ранены, но не прекратили бой. Расстреляв весь запас патронов, они взорвали себя гранатами вместе с окружившими их солдатами противника[4]. Обе зачислены навечно в списки личного состава 130-й стрелковой дивизии.
Мать — Нина Дмитриевна Араловец, родилась в 1902 году в семье революционеров. Она была деятелем молодёжного движения на Южном Урале. После гибели дочери написала о ней книгу: «Наташа Ковшова: Записки матери Героя Советского Союза», на русском языке книга была издана уже после её смерти, впоследствии была переведена на болгарский язык. Умерла в 1951 году[8].
Отец — Венедикт Дмитриевич Ковшов, родился в 1898 году, участник гражданской войны. В 1914—1917 годы — учащийся Златоустовского среднего механико-технического училища (ныне техникум им. П. П. Аносова). Член РСДРП(б) с апреля 1917 года, в 1917—1918 годы — член Златоустовского комитета РСДРП(б), член местного штаба БОНВ, участник знаменитого рейда партизанской армии В. К. Блюхера. 1918—1919 годы — комиссар Богоявленского стрелкового полка 3-й армии. С сентября 1919 года — секретарь Златоустовского уездного комитета РКП(б), в 1920—1922 годы — заведующий орготделом Уфимского губернского комитета РКП(б), затем — на партийной работе в Москве. В 1931—1933 годы учился в институте востоковедения. За участие в троцкистской оппозиции в 1927 годы исключен из партии, позднее восстановлен. В 1935 году вновь исключен и арестован, до 1949 года находился в колымских лагерях, 1949—1954 годы — в ссылке в Красноярском крае. Реабилитирован в 1955 году, по одним данным скончался в 1968 году[9], но на надгробном камне указан 1971 год.
Дед Натальи Ковшовой, Дмитрий Маркович Араловец, и два дяди, Аркадий Дмитриевич Араловец и Викторин Дмитриевич Араловец, погибли от рук белых в ходе репрессий в Златоусте[11][12].
На доме № 117 по улице Пушкина в Уфе, где жила Наташа Ковшова, были установлены мемориальные доски на русском и башкирском языках. В конце 2005 года, в связи со сносом дома, один из памятных знаков передан в Национальный музей Республики Башкортостан, а другой — в одну из детских библиотек города Уфы. 14 февраля 2008 года на одном из новых домов по улице Пушкина, неподалёку от места, где стоял снесенный дом, торжественно открыты новые памятные доски[13].
Именем Наташи Ковшовой в 1964 году названа московская школа № 281 в Уланском переулке, где училась будущая героиня. С 1965 года это «английская» спецшкола № 64, а сегодня № 1284. В 60-е годы создаётся комната-музей, где хранятся её вещи, одежда, тетради, книги. День рождения Наташи становится традиционным праздником — Днём чести школы. Здание не сохранилось. По постановлению Правительства Москвы[14] оно было полностью снесено летом 2003, а через год, на том же месте, построена новая школа. Прежнюю — напоминает форма фасада со стороны проспекта Академика Сахарова. Там же, на аллее, под старыми деревьями, установлен камень в память об учениках, погибших в боях Великой Отечественной войны. У входа прикреплена мемориальная доска, перенесенная сюда со старого здания: «В этой школе с 1936 по 1940 год училась Герой Советского Союза Наташа Ковшова».
В Челябинске есть улица и школа № 56 имени Н. Ковшовой, во дворе которой в 1978 году открыт памятник-бюст героине. Авторы — скульптор Э. Э. Головницкая, архитектор Н. З. Хасанова[15].
В Уфе ежегодно проводится легкоатлетический пробег памяти Натальи Ковшовой[16].
Герои Советского Союза: Краткий биографический словарь / Пред. ред. коллегии И. Н. Шкадов. — М.: Воениздат, 1987. — Т. 1 /Абаев — Любичев/. — 911 с. — 100 000 экз. — ISBN отс., Рег. № в РКП 87-95382.
Глуховский С.Всегда вдвоём // Героини: очерки о женщинах — Героях Советского Союза / ред.-сост. Л. Ф. Торопов; предисл. Е. Кононенко. — Вып. 1. — М.: Политиздат, 1969. — 447 с.