Видатна українська акторка народилася в містечку Любомль на Волині в селянській сім’ї. Батькові довелося залишити господарство і шукати заробітків на залізниці, тому до 1912 року сім’я жила в робітничому селищі Брудно під Варшавою. Там дівчинка здобула початкову освіту, але через бідність змушена була піти працювати швачкою. Однак вона самостійно продовжувала навчання, і в 1914 році успішно здала іспит на звання сільської вчительки.
Вирішальне значення для долі дівчини мало знайомство з Іваном Марьяненком — уже в той час відомим актором і режисером. Оцінивши акторське обдарування Ужвій, Марьяненко запросив її до Київського театру ім. Т. Шевченка, а в 1926 році акторка перейшла в театр «Березіль», який зібрав у той час весь цвіт української сцени. У трупі працювали Л. Курбас, А. Бучма, М. Крушельницький і багато інших чудових акторів. Це був час пошуків і зухвалих театральних відкриттів, осмислення свого покликання.
У 1933 році, після арешту Курбаса, «Березіль» було закрито. З 1936 року Наталя Ужвій почала працювати в Київському українському драматичному театрі ім. І. Франка. Повернення до класичного репертуару по-новому розкрило її багатющу обдарованість. У роки Другої світової війни театр перебував в евакуації в Ташкенті, але акторка постійно виїжджала з концертними бригадами на фронт, а влітку 1943 року знялася у фільмі «Райдуга», який приніс їй славу і любов мільйонів глядачів, а також найвищу кінематографічну нагороду — премію Американської кіноакадемії «Оскар».
У повоєнні роки Наталя Ужвій зіграла чимало ролей у п’єсах сучасних українських драматургів, і незважаючи на те, що це далеко не завжди були шедеври драматургії, сама участь чудової акторки надавала цим виставам значущості й особливого змісту. Сотні ролей — королеви і дівчата-кріпачки, колгоспниці і лікарі, героїні і полонянки, різні вдачі, різні почуття, пристрасті, характери. Здавалося, зіграно все, що можливо, сказано все найголовніше. Однак заповітна мрія акторки — зіграти роль шевченківської Катерини — так і не збулася.
І все-таки життя подарувало їй унікальну можливість здійснити і цю мрію. Наталю Ужвій в образі Катерини увічнив скульптор М. Манізер — творець славнозвісного пам’ятника Тарасові Шевченку в Харкові.