Актриса вырастила двоих детей, но, по определенным обстоятельствам, Наталья Николаевна не смогла построить дружеских отношений с наследниками. Во главу стола Фатеева всегда ставила не семью, а карьеру. Поэтому сын артистки — Владимир Басов больше времени проводил с бабушкой и дедушкой, нежели с родителями. Позже звезда советского кино определила его в интернат, но на выходные домой предпочитала не забирать. Когда Владимир вырос и женился, родительница отказалась делить с ним жилплощадь и выгнала из квартиры.

А с дочерью Наташей ситуация повторилась: Фатеева отправляла наследницу на все лето за город и не приезжала навещать. Вместо нее, это делал Владимир. А когда девушке исполнилось 16 лет, она забеременела. Тогда актриса решила, что ребенка необходимо сдать в Дом малютки, но вмешались родители со стороны отца и забрали малыша на воспитание к себе.