Наталья Николаевна Гончарова (Пушкина Ланская) родилась 8 сентября (27 августа ст. ст.) 1812 года в поместье Кариан, Тамбовской губернии, где семья дворян Гончаровых с детьми жила после вынужденного отъезда из Москвы из за нашествия Наполеона.
Наталья была шестым ребенком и младшей дочерью в семье Николая Афанасьевича Гончарова. Ее мать, Наталья Ивановна, урожденная Загряжская, в молодости славилась своей красотой.
Наташа Гончарова воспитывалась у деда, Афанасия Николаевича, который до шести лет не давал увезти внучку из Полотняного Завода (родовое имение Гончаровых под Калугой) в Москву, на Большую Никитскую, где семья проводила зиму.
Наталья Гончарова получила прекрасное и разностороннее домашнее образование знала французский, немецкий и английский языки, грамматику, основы истории и географии, разбиралась в литературе. Кроме того, умела вязать и шить, танцевать, играть на фортепьяно и в шахматы, сидеть в седле, управлять лошадьми.
Знакомство Гончаровой с Александром Пушкиным состоялось в Москве зимой 1829 года на балу танцмейстера Иогеля в доме на Тверском бульваре. Наталья Гончарова считалась первой красавицей Москвы. В апреле 1829 года поэт просил её руки. Ответ матери Гончаровой был неопределённым — она была наслышана о политической «неблагонадежности» Пушкина, а также считала, что 16 летняя на тот момент дочь слишком молода для брака, но окончательного отказа не было.
В апреле 1830 года Пушкин вновь сделал Наталье предложение, которое на этот раз было принято. Через год в Москве в храме Вознесения Александр Пушкин и Наталья Гончарова обвенчались. Приехав с мужем в Петербург, а затем в Царское Село через три месяца после свадьбы, Наталья произвела впечатление в светском обществе Петербурга и блистала на балах.
За шесть лет, которые супруги прожили вместе, Наталья родила четверых детей: Марию, Александра, Григория и Наталью. Зимой 1836 года в высшем обществе Петербурга пошли слухи о жене Пушкина, ее имя связывали с именем царя, а затем и с именем пользующегося расположением Николая I барона Дантеса, ухаживавшего за Натальей.
Чтобы защитить свою честь, Пушкин вызвал Дантеса на дуэль, которая состоялась 8 февраля (27 января по ст.ст.) 1837 года на Черной речке. Поэт был смертельно ранен и через два дня скончался.
Через две недели после гибели Пушкина Наталья с детьми и сестрой Александриной уехала в Полотняный Завод. Почти два года она прожила в деревне, затем возвратилась в Петербург, где растила детей и занималась хозяйством. Ездила в Михайловское, поставила памятник на могиле Пушкина.
В 1844 году, через семь лет после смерти Пушкина, Наталья приняла предложение генерала Петра Ланского, командира конногвардейского полка, и вышла за него замуж. Ей исполнилось 32 года, Ланскому было 45. До этого он не был женат. В новой семье родились еще три дочери: Александра, Елизавета и Софья.
Осенью 1863 года Наталья простудилась, затем заболела воспалением легких и скончалась 8 декабря (26 ноября по ст.ст.) 1863 года. Похоронена на Лазаревском кладбище Александро Невской лавры.