Автор около 50 научных работ. Принимала участие в составлении «Словаря названий жителей по месту их жительства», «Словаря языка М. Горького», «Словарей названий жителей РСФСР и СССР», входила в состав редколлегии «Словаря русского Камчатского наречия». С 1961 года - сотрудник Словарного сектора Ленинградского отделения Института языкознания АН СССР (ныне ИЛИ РАН). После защиты кандидатской диссертации на тему «Очерки по диалектной лексикографии», в 1972 году, Н. В. Попова стала автором-составителем СРНГ.  Словарные статьи, составленные Натальей Васильевной, вошли в 16 выпусков Словаря.