Карьера:
2002 - 2006 гг. - помощник прокурора Красногвардейского района Крыма.
В 2005 г. участвовала в качестве гособвинителя в процессе по делу активиста «Русской общины» Виктора Сажина, который вместе с 300 единомышленниками в 2004 году после первого Майдана препятствовал проезду в Крым автоколонны участников оранжевой революции.
2006 - 2010 гг. - помощник прокурора г. Евпатории.
2010 - 2011 гг. - заместитель начальника отдела надзора за соблюдением законов спецподразделениями и иными учреждениями, которые ведут борьбу с организованной преступностью, в Автономной Республике Крым.
В 2011 г. был государственным обвинителям на процесс экс-депутата Верховной Рады Крыма и бывшего директора футбольного клуба «Таврия» Рувима Аронова (дело ОПГ «Башмаки» — одной из крупнейших организованных преступных группировок Крыма 1990—2000-х годов, занимавшейся рэкетом, грабежами и убийствами).
В декабре 2011 г., по словам самой Поклонской, на неё было совершено покушение - её пытались отравить в гостинице в Одессе, когда она сопровождала свидетелей по указанному выше делу.
2011 - 2012 гг. - руководила Симферопольской межрайонной природоохранной прокуратурой.
Октябрь - декабрь 2012 г. - начальник отдела участия прокуроров в рассмотрении дел апелляционным судом Крыма.
Декабрь 2012 г. - март 2014 г. - старший прокурор 2-го отдела процессуального руководства досудебным расследованием и поддержания государственного обвинения управления надзора за соблюдением законов органами внутренних дел Главного управления надзора за соблюдением законов в уголовном производстве Генеральной прокуратуры Украины
25 февраля 2014 г., после смены власти в Киеве, написала рапорт об увольнении.
20 марта 2014 г. в Офисе Генпрокурора Украины заявили, что Поклонская уволена из органов прокуратуры Украины приказом и. о. генерального прокурора страны Олега Махницкого.
25 марта 2014 г. - назначена и. о. прокурора Республики Крым.
2 мая 2014 г. - назначена прокурором Республики Крым.
22 августа 2016 г. - официально стала кандидатом в депутаты Государственной думы VII созыва.
С 18 сентября 2016 г. - депутат Государственной Думы VII созыва по списку партии «Единая Россия» (членом партии при этом не являлась).
26 сентября 2016 г. - Наталья Поклонская направила в Генеральную прокуратуру России заявление об освобождении её от должности прокурора Республики Крым в связи с избранием депутатом Государственной думы Российской Федерации (освобождена от должности 6 октября 2016 г.)
14 октября 2016 г. - Поклонская не поддержала законопроект «О муниципальной милиции в Российской Федерации».
Май 2018 г. - поддержала закон об ответственности за вовлечение детей в несанкционированные митинги.
25 июня 2018 г. - выступила соавтором законопроекта об установлении памятной даты в России: 19 апреля — День принятия Крыма, Тамани и Кубани в состав Российской империи (1783 год). Законопроект был принят, и был опубликован 3 августа 2018 года.
12 марта 2019 г. - проголосовала против закона о неуважении к власти.
17 марта 2019 г. - поддержала так называемый закон о «суверенном интернете».
14 января 2020 г. - Поклонская предложила предоставить россиянам право влиять на пересмотр или отмену законов.
4 января 2020 г. - Наталья Поклонская через свой Telegram-канал предложила переименовать законопроект «О профилактике семейно-бытового насилия в Российской Федерации» и назвать его Законом об укреплении и сохранении семьи, пояснив, что не следует «выставлять семью местом ужаса и постоянных побоев».
24 января 2020 г. - Поклонская заявила о разработке закона об ответственности чиновников за оскорбление граждан. 16 декабря 2020 года Государственная Дума приняла в третьем чтении поправки об административной ответственности чиновников за оскорбление граждан.
27 августа 2021 года в средствах массовой информации появилась информация о скором назначении Поклонской послом Российской Федерации в Республике Кабо-Верде.
Семья и личная жизнь
В 2005 г. родила дочь Анастасию.
В 2017 г. обвенчалась, а в 2018 г. - вышла замуж за заслуженного юриста России Ивана Николаевича Соловьёва — руководителя аппарата уполномоченного по правам человека в Российской Федерации.
В сентябре 2019 г. - супруги сообщили о предстоящем разводе (на данный момент разведены).