В 2002 году окончила Кокшетауский государственный университет имени Ш. Валиханова, получив специальность учителя казахского языка и литературы.
В 2010 году завершила обучение в Кокшетауском университете имени А. Мырзахметова, став магистром педагогики и психологии.
Трудовой путь начала в 2002 году в качестве учителя казахского языка и литературы в Кокшетауском гуманитарно-техническом лицее-школе, где работала до 2009 года. Затем занимала должности заместителя директора по методической и воспитательной работе в Кокшетауском колледже "Арна" и лицее-школе.
В период с 2008 по 2016 год работала редактором и телеведущей в теле-радио-корпорации "Казахстан" в Акмолинской области.
В 2016–2021 годах занимала должность директора Кокшетауского гуманитарно-технического лицея-школы.
С 28 апреля 2022 года по 28 марта 2023 года была заместителем председателя Ассамблеи народа Казахстана.
В 2021–2023 годах она была депутатом Мажилиса Парламента РК, членом Комитета по международным делам, обороне и безопасности и депутатской группы "Жаңа Қазақстан".
С марта 2023 года вновь была избрана депутатом Мажилиса Парламента VIII созыва от партии AMANAT.
Дементьева Наталья Григорьевна также является членом Национального курултая при Президенте Республики Казахстан с июня 2022 года.
