Urodziła się 2 stycznia 1929 roku w Michałowie, zm. 22 października 2013 roku w Łaznowie k/Łodzi.

W 1951 roku ukończyła Liceum Handlowe w Łodzi. W latach 1942 – 1944 była łączniczką AK i BCh, kolportowała prasę podziemną, przenosiła meldunki oraz przeprowadzała kurierów i osoby zagrożone aresztowaniem z terenów przyłączonych do III Rzeszy do Generalnej Guberni. W 1946 roku należała do nieformalnej grupy środowiskowej o poglądach antykomunistycznych. Została zatrzymana przez funkcjonariuszy Urzędu Bezpieczeństwa podczas rozklejania plakatów w okresie kampanii propagandowej przed referendum z 30 czerwca 1946 roku, zwolniona po kilku godzinach bez przesłuchania. W latach 1950 – 1951 była pracownikiem Prezydium Miejskiej Rady Narodowej w Łodzi. W latach 1951 – 1984 była zatrudniona w Okręgowej Dyrekcji Poczty i Telekomunikacji. W latach pięćdziesiątych XX wieku, wielokrotnie odmawiała funkcjonariuszom UB składania donosów na pracowników Urzędu Pocztowego. We wrześniu 1980 roku wstąpił do NSZZ „Solidarność”, współorganizowała Komitet Założycielski, następnie pełniła funkcję skarbnika KZ Dyrekcji Poczty i Telekomunikacji obejmującej ówczesne województwo łódzkie. Na przełomie maja i czerwca 1981 roku była delegatką na I WZD Regionu Ziemia Łódzka. Po wprowadzeniu stanu wojennego organizowała punkt hurtowy kolportażu w swoim mieszkaniu obsługujący środowiska opozycyjne związane z Duszpasterstwami Ludzi Pracy i NZS. Kolportowała „Tygodnik Mazowsze”, „Wolę”, „Solidarność Walczącą”. Od 1984 współpracowała z wiceprzewodniczącym ZR Ziemi Łódzkiej Jerzym Kropiwnickim, utrzymywała w jego imieniu kontakty z hierarchią kościelną w Warszawie i Łodzi, z działaczami politycznymi i środowiskiem naukowym Uniwersytetu Łódzkiego. Od 1986 roku działała w Duszpasterstwie Ludzi Pracy oraz w Duszpasterstwie Akademickim przy kościele św. Teresy w Łodzi. W latach 1986 – 1989 należała do „Solidarności Walczącej” hurtowo kolportując wydawnictwa SW. W 1983 roku została przeniesiona na gorsze stanowisko pracy w Państwowym Urzędzie Pocztowym i Telekomunikacji. Od 1984 roku przebywa na emeryturze. W 2001 roku Natalia Chmielarska została odznaczona odznaką Zasłużony Działacz Kultury, w 2002 roku medalem O Niepodległość Polski i Prawa Człowieka 13 XII 1981 – 4 VI 1989.