Родилась 9 августа в селе Падун Заводоуковского района Тюменской области. Отец – военный, мама – учитель начальных классов. С детства любила балет, театр, кино и книги.
После школы Наталья поступила на заочное отделение исторического факультета Тюменского государственного университета и устроилась работать в отдел пропаганды музея изобразительных искусств. Здесь она трудилась с 1976 по 2016 годы и прошла путь от младшего научного сотрудника до заведующего отделом художественной культуры и искусства края, ведущего специалиста музея изобразительных искусств.
Училась на специалиста по художественно-музейному делу в Российском институте переподготовки работников культуры и искусства в Москве.
Наталья Ивановна защитила кандидатскую диссертацию. Через десять лет – докторскую. В 1999 году вступила в Союз художников России. Руководит региональным отделением «Ассоциации искусствоведов России», арт-директор общественной организации «Ассоциация художественных промыслов Тюменской области».
Участник областных, региональных, республиканских, всероссийских, международных выставок, конференций. Автор альбомов, монографий, каталогов, научных справочников, буклетов, статей в научных сборниках. Организатор и куратор свыше двухсот крупномасштабных региональных, общероссийских, международных выставочных проектов (Москва, Женева, Тюмень, Базель).
Доктор искусствоведения (2014). Педагог. Профессор Тюменского государственного института культуры. Член Союза художников РФ (1999). Председатель регионального отделения Ассоциации искусствоведов РФ (АИС, 1999). Арт-директор «Ассоциации художественных промыслов Тюменской области» (2009). Сфера научных интересов – художественная культура и искусство тюменского региона, в том числе художественные ремесла и промыслы Тюменской области. Лауреат и дипломант многих российских конкурсов.
Награждена нагрудным знаком Министерства культуры «За достижения в культуре» (1987), медалью Российской Академии художеств «Достойному» «За вклад в развитие и популяризацию тюменского коврового промысла», 2014.
В копилке наград Натальи Ивановны: «Портреты городов и их обитателей. XVIII – нач. XX вв.», «Золотой альбом» в конкурсе на лучшее печатное издание об архитектуре и архитекторах ХIV Международного фестиваля «Зодчество» (2006); «Тюменский ковер» (диплом лауреата регионального книжного конкурса «Книга года», 2010); «Тюменский ковер. Традиции и современность» (диплом лауреата регионального книжного конкурса «Книга года», 2013); «Михаил Захаров. Живопись. Графика» (диплом лауреата регионального конкурса «Книга года» в номинации «Альбом года» (текст, составление), 2014) и далее «Дом на набережной» и «Мир Конька-Горбунка».
С 2019 года Наталья Сезева стала куратором арт-салона «На Никольской» Центральной городской библиотеки г. Тюмени. Организатор выставочных проектов «Книга. Художник. Город» и «Читаем и рисуем вместе с художником».
Наталья Ивановна Сезева – единственный доктор искусствоведения в Тюмени.