Наталья Варлей появилась на свет 22 июня 1947 года в Румынии, в городе Констанца. По семейной легенде, ее предки были валлийцами, приехавшими в Россию в XIX веке. Владимир Варлей, отец Наташи, служил капитаном дальнего плавания, и почти все детские годы девочки прошли в Мурманске.
Одаренность Наташи проявилась еще до школы – она рано начала читать, совсем маленькой сочиняла стихи, проявляла большие музыкальные способности, хорошо рисовала. А вот заниматься спортом девочке запретили врачи из-за ревмокардита.
В конце пятидесятых семья Варлей переехала в Москву, и здесь Наташа впервые увидела цирковое представление. Около кассы цирка на глаза ей попалось объявление о наборе подростков в цирковую студию. Представление так понравилось девочке, что на следующий же день она отправилась по адресу из объявления, ничего не сказав родителям. Гибкую Наташу приняли в студию, и это определило ее будущую профессию.
Юные студийцы часто участвовали в прологах перед цирковыми выступлениями, и цирк стал для Наташи родным. Она мечтала только об арене, а потому стала студенткой училища циркового и эстрадного искусства. В 1965 году, сразу после выпуска из училища, Наталья Варлей начала работать в труппе столичного цирка эквилибристкой. Некоторое время она выступала в номере знаменитого клоуна Леонида Енгибарова, танцуя на трапеции с кастаньетами.
Енгибаров уже несколько лет снимался в кино, и у него было множество друзей-кинематографистов, в том числе Георгий Юнгвальд-Хилькевич, работавший режиссером на Одесской киностудии. В 1966 году, придя в цирк, он заметил в номере друга юную эквилибристку и предложил ей небольшую роль в своей картине «Формула радуги». Этот фильм так и не вышел на экраны, но именно на его съемочной площадке Наташа получила еще одно предложение: пройти пробы для комедии «Кавказская пленница» Леонида Гайдая.
Особых надежд получить роль Наташа не питала: среди нескольких тысяч претенденток были и советские кинозвезды. И все же Гайдай остановил свой выбор на девятнадцатилетней цирковой актрисе. По словам Варлей, на кинопробах режиссер робко спросил, не может ли она раздеться, оставив на себе только купальник. Наташа, для которой купальник был цирковой формы, спокойно согласилась. Возможно, именно снятый тогда эпизод и решил вопрос выбора.
Наталья Варлей запомнила на всю жизнь едва ли не каждый день съемок «Кавказской пленницы» – скорее всего, даже не из-за работы с известными актерами, а потому, что это был первый в ее жизни опыт перевоплощения. Ее героиня оказалась совершенно непохожей на Наташу в жизни, и тихой, мечтательной девушке пришлось играть озорную, веселую «спортсменку и комсомолку».
Премьера комедии состоялась в столице в апреле 1967 года, и успех «Кавказской пленницы» был просто оглушительным. Естественно, к юной актрисе пришла немыслимая слава со всеми вытекающими: поклонники в буквальном смысле не давали ей прохода. Наташу засыпали письмами и объяснениями в любви, а песню о белых медведях распевала вся страна. В том же году Наталья Варлей вышла замуж за актера и будущего режиссера Николая Бурляева, но этот брак быстро распался.
Еще некоторое время актриса проработала в цирке, и даже на гастролях в полной мере получала все дивиденды своей популярности. Около цирковых зданий, где шли представления, всегда собиралась толпа, и Наташу уводили из цирка через запасные выходы. В гостиницах ее никогда не селили на первом этаже, но поклонники умудрялись забираться на балкон номера, чтобы предложить Варлей руку и сердце. Кстати, несмотря на сумасшедший успех «Кавказской пленницы», актриса получила за свою роль всего две денежных премии – в общей сложности триста рублей.
В год премьеры «Кавказской пленницы» вышел и еще один фильм с участием Натальи Варлей – «Вий», первый отечественный «ужастик» режиссеров Георгия Кропачева и Константина Ершова. Актриса сыграла роль Панночки и позднее не раз думала, что сниматься в этой картине ей было нельзя. На съемках произошел несчастный случай, во время которого Наталья чуть не погибла, а потом в ее жизни началась полоса несчастий.
