Баранова Наталья Ивановна родилась 25 февраля 1975 г. в с. Кривошеино Томской области. Окончила Кривошеинскую среднюю школу в 1992 г., факультет физической культуры ТГПУ в 1999 г.
С 9-летнего возраста занималась в ДЮСШ в с. Кривошеино у тренеров Н. В. Карповича и В. В. Чечельницкого, рано показав себя талантливой лыжной гонщицей. В 1984 г. впервые участвовала и одержала победу в областных соревнованиях по лыжным гонкам, в 1988 г. стала призером Всесоюзных соревнований на приз газеты «Пионерская правда».
В 1992 г. была зачислена в Томскую областную школу высшего спортивного мастерства, стала победительницей зонального первенства «Олимпийские надежды» (дистанция 5 км), выиграла первенство Вооруженных сил СНГ в Санкт-Петербурге, выполнив норматив мастера спорта РФ.
Многократно побеждала во Всесоюзном турнире на приз летчика-космонавта Н. Н. Рукавишникова в Томске. В марте 1993 г. стала чемпионкой мира среди юниоров, мастером спорта международного класса. В 1997 г. победила на Всемирной универсиаде в Корее, на этапах Кубка мира и в чемпионате страны.
В 1998 г. участвовала в XVIIIзимних Олимпийских играх в Нагано (Япония), в 1999 г. заняла 1-е место на соревнованиях на Кубок мира в Швеции, стала победителем на Играх доброй воли в США (2000 г.), на этапе Кубка мира в Финляндии (2001 г.).
В 2002 г. стала трехкратной чемпионкой России (дистанция 15 км, дуатлон, марафон) и включена в команду XIX зимних Олимпийских игр в г. Солт-Лейк-Сити (США). В сезоне 2004/05 г. выиграла чемпионат России, одержала победу на этапе Кубка мира в Италии (эстафета 4x5 км), стала серебряным призером (эстафета 4x5 км) и бронзовым призером (30 км) чемпионата мира в Германии, заняла 5-е место в мировом рейтинге (длинные дистанции).
В 2006 г. стала олимпийской чемпионкой: в эстафете 4x5 км завоевала золотую медаль XXзимних Олимпийских игр в Турине (Италия).
Н. И. Баранова-Масалкина обладает почетным званием «Заслуженный мастер спорта России» (2006 г.), Почетный гражданин Томской области (2006 г.). Награждена медалью «За заслуги перед Отечеством» 2-й степени (2006 г.), знаками «За отличие в службе» 3-й степени (2004 г.), «За доблесть в службе» (2006 г.).
Награждение после эстафеты.
