Hun ble lagt merke til for første gang i 1998 da hun vant det russiske mesterskapet for jenter under 14 år. Natalia Pogonina har vunnet to gullmedaljer ved EM i sjakk for ungdom i divisjonen jenter under 16 i 2000 og jenter under 18 i 2003. I 2004 ble Natalia Pogonina tildelt tittelen Kvinnelig stormester. Noen av hennes andre utmerkelser er da hun vant Bykova-minnesmerket i 2005, Rudenko-minnesmerket i 2007, bronsemedalje i North Urals Cup-turneringen og når hun delte førsteplassen ved verdensmesterskapet i universitetssjakk for kvinner i 2008.