Natalya Shikolenko remporte le titre national d'Union Soviétique en 1990 et 1991, puis de la Communauté des États indépendants en 1992. Elle participe cette année-là aux Jeux olympiques d'été de 1992 de Barcelone sous la bannière olympique de l'Équipe unifiée des anciennes République d'URSS. Devancée de par l'Allemande Silke Renk, elle remporte la médaille d'argent avec la marque de . À partir de 1993, Shikolenko concourt sous les couleurs de la Biélorussie. Elle termine à la troisième place des Championnats du monde 1993 de Stuttgart avec .