В соответствии с приказом Министерства труда и социальной защиты РФ Наталия Петрова вступила в должность первого заместителя Председателя Правления Пенсионного фонда России. Ранее она занимала должность заместителя Председателя Правления ПФР.
Профессиональную деятельность в Пенсионном фонде России Наталия Петрова начала в 1994 году в должности заместителя начальника отдела учета поступления и расходования средств отделения ПФР по Ульяновской области. Работу в Исполнительной дирекции ПФР начала в 2002 году на должности начальника Департамента казначейства. В октябре 2013 года вошла в Правление Фонда в должности заместителя Председателя Правления.
Награждена почетной грамотой Правительства Российской Федерации, почетной грамотой Министерства здравоохранения и социального развития РФ, почетной грамотой Пенсионного фонда Российской Федерации. Имеет звание «Почетный работник Пенсионного фонда РФ», а также благодарности Президента РФ и Председателя Совета федерации.