Наталья Бессмертнова поступила в Большой театр в 1961 году после окончания Московского хореографического училища и проработала в нем до 1995 года.
Одной из ее лучших партий считалась Жизель в одноименном балете Адана, в числе других знаменитых спектаклей с ее участием числятся «Дон Кихот», «Спартак», «Лебединое озеро», напоминает Lenta.ru. Хореограф и муж балерины Юрий Григорович отдавал ей главные роли в собственных постановках - Катерины в «Каменном цветке», Ширин в «Легенде о любви», Фригии в «Спартаке» и многие другие.
Наталья Бессмертнова была лауреатом Ленинской и Государственной премий, народной артисткой СССР.