Родилась 2 августа 1946 г. в Свердловске.

Доктор физико-математических наук (2003), старший научный сотрудник (1981).

Окончила математико-механический факультет Уральского университета по специальности «Математика» (1969).

С 1969 г. работает в отделе динамических систем Института математики и механики УрО РАН (с 2008 г. – заведующая сектором).

С 1997 г. преподает в Уральском университете (с 2004 г. – профессор кафедры прикладной математики). Разработала и читает для студентов математико-механического факультета курсы лекций по дифференциальным уравнениям, теории игр и по теории обобщенных решений уравнений Гамильтона – Якоби.

Н. Н. Субботина – ученица академиков Н. Н. Красовского и А. И. Субботина. Основные направления научной деятельности: теория позиционного оптимального управления и теория обобщенных решений уравнений Гамильтона–Якоби. Ею получены концептуальные и структурные свойства оптимального синтеза на базе классических характеристик уравнения Гамильтона–Якоби–Беллмана. Предложены численные методы решения задач оптимального управления предписанной продолжительности. Обоснована возможность сингулярной аппроксимации минимаксных решений краевых задач Коши и Дирихле для уравнений Гамильтона–Якоби и их связь с законами сохранения.

Автор более 80 научных работ, в том числе одной монографии.

В 2004 г. за цикл работ по теории оптимального управления и ее приложениям удостоена премии им. А. И. Субботина Уральского отделения РАН.