Заслуженный мастер спорта СССР (1954). Выступала за Ленинград — спортивное общество «Зенит» .
Чемпионка Европы 1950 года в метании копья. Установила 2 мировых рекорда (1949). 2-кратная чемпионка СССР (1949—1950); результата, с которым она стала серебряным призёром чемпионата СССР 1948 года (47,17 м) , было бы достаточно для завоевания золотой медали Олимпийских игр 1948 года, где победила Херма Баума (45,57 м) .
Во время войны Наташу Дятлову увидел в Пятигорске находившийся там в эвакуации известный спортсмен (а позднее — знаменитый тренер) Виктор Алексеев. После войны она переехала в Ленинград и начала регулярные тренировки под руководством Алексеева.
Первого успеха к Дятлова добилась в 1947 году, проиграв на чемпионате СССР только Клавдии Маючей; на следующей год она опередила Маючую, но уступила Александре Чудиной. В 1949—1950 годах, выступая уже под фамилией Смирницкая, она была сильнейшей в мире: установила 2 мировых рекорда (1949, рекорд был побит в 1954 году Надеждой Коняевой) , выиграла все официальные старты; в эти годы её основной соперницей была Галина Зыбина. В 1951 году главные старты выиграла Вера Набокова.
Большую часть сезона 1952 года Наталья пропустила из-за рождения ребёнка [3]; верувшись в большой спорт в начале 1953 года, она не смогла выйти на прежний уровень результатов (она уже не попадала в десятку лидеров сезона в мире, в которую входила в 1947—1952 годах) , и в 1955 году покинула большой спорт.
После окончания спортивной карьеры Смирницкая, окончившая ГДОИФК имени П. Ф. Лесгафта, в 1955—1965 годах работала тренером легкоатлетической школы «Зенит» , затем — учителем физкультуры в средней школе.
