Выступала на Олимпийских играх — 2018: выиграла бронзу на дистанции 5000 метров.
Чемпионка мира 2020 года на дистанции 5000 метров, девятикратный призёр ЧМ, четырёхкратная чемпионка России на дистанции 5000 метров.
Её личными тренерами являются Владимир Акилов и Ольга Ерошенко. В 2014 году Наталья выиграла серебро на первенстве России среди юниоров и на ЧМ среди юниоров. Выступает за ЦСКА.
Воронина — обладательница мирового рекорда на дистанции 5000 метров. Единственная конькобежка в мире, пробежавшая дистанцию 5000 метров быстрее 6 минут 40 секунд.
«Лично я не боюсь никаких допинг-проб. Если в моей крови найдут мельдоний — это будет какая-то мистика!»