Наталья Владимировна Варлей (род. 22 июня 1947, Констанца) — советская и российская артистка цирка, актриса театра, кино, озвучивания и дубляжа, певица и телеведущая; лауреат Государственной премии РСФСР имени Н. К. Крупской (1984), заслуженная артистка РСФСР (1989). Награждена орденами Дружбы (2010) и Почета (2017).
Родилась 22 июня 1947 года в румынской Констанце. Детство провела в Мурманске.

В первой половине 1960-х Наталья Варлей начала учиться в детской цирковой студии.

«Я увлеклась цирком в восемь лет, когда мы приехали отдыхать в Сочи. Меня привели на цирковое представление — и мой мир перевернулся. Я-то была хилым ребенком, мне даже не разрешали физкультурой заниматься в школе: у меня были и ревматизм, и ревмокардит... Через несколько лет мама повела меня на цирковое представление. В кассе было объявление о приеме в детскую студию при Московском цирке. Я пошла и поступила», — рассказывала Варлей.

В 1965 году окончила отделение акробатики Государственного училища циркового и эстрадного искусства.
С 1965 по 1967 год Варлей работала в цирке эквилибристкой. Она выступала в составе труппы Московского цирка на Цветном бульваре вместе с клоуном Леонидом Енгибаровым.

«Цирк многое в моей жизни изменил: он дал и физическую подготовку, и умение работать и добиваться своего», — говорила актриса.

В 1966 году на арене цирка на нее обратил внимание знакомый Енгибарова, режиссер Георгий Юнгвальд-Хилькевич, который предложил Варлей небольшую роль в своем фильме «Формула радуги». На съемках присутствовала ассистентка Леонида Гайдая, которая пригласила Варлей на пробы в его новом проекте.
В 1966 году на арене цирка на нее обратил внимание знакомый Енгибарова, режиссер Георгий Юнгвальд-Хилькевич, который предложил Варлей небольшую роль в своем фильме «Формула радуги». На съемках присутствовала ассистентка Леонида Гайдая, которая пригласила Варлей на пробы в его новом проекте.
В 1967 году поступила в Театральное училище имени Щукина, которое окончила в 1971 году.
В 1967 году советские зрители увидели фильм «Кавказская пленница, или Новые приключения Шурика», в котором Наталья Варлей сыграла «студентку, комсомолку, спортсменку и просто красавицу» Нину. Вспоминая свои кинопробы, актриса рассказывала: «Пришла на «Мосфильм». Мне дали прочесть отрывок из сценария. И тут Леонид Гайдай меня спрашивает: «Наташа, а могли бы вы раздеться до купальника?» Я ответила: «Конечно». Все очень удивились этому. Это в наше время актеры легко раздеваются, а тогда и кинематограф, и вся страна были более целомудренными. Но для меня купальник был повседневной цирковой одеждой, поэтому и никаких мыслей не возникло. В общем, сняли и этот эпизод. Пожалуй, он и определил выбор».
В 1967 году Наталья Варлей сыграла Панночку в фильме «Вий», поставленном по повести Николая Гоголя. В отечественном кинематографе это был первый фильм ужасов. В 1968 году лента стала одним из лидеров советского проката.
После съемок в двух громких проектах Варлей решила пойти учиться в Театральное училище имени Щукина. Сразу после его окончания в 1971 году актрису пригласили в труппу Московского драматического театра имени К. С. Станиславского, где она работала до 1978 года.
В 1990-х вместе с композитором Николаем Шершенем Наталья Варлей выпустила четыре музыкальных альбома в жанре авторской песни: «На высшей точке единения», «Не умирай, любовь», «Живая вода», «Не оборвись во мне струна… ».
Принимала участие в проекте Виктора Мережко и композитора Евгения Бедненко «Поют звезды театра и кино», в рамках которого проходили концерты артистов и был выпущен музыкальный диск.
В 2018 году актриса представила книгу «Канатоходка. Автобиография». По словам Варлей, мысли о написании книги у нее были давно. Она вела личные дневники с юности, и многие заметки оттуда вошли в ее мемуары. «Канатоходка» — это не потому, что я была воздушной эквилибристкой и умею ходить по канату. Жизнь — гораздо более сложный, мучительный и часто опасный баланс между любовью и нелюбовью, справедливостью и несправедливостью, пониманием и непониманием, жизнью и смертью. Книга об этом. И о тех, кого люблю», — написала Варлей в аннотации.
К 2024 году она выпустила четыре поэтических сборника (среди них — «Кружась над золотыми куполами», «Во мне такая музыка звучит!»).