В 2006 году Захарова была приговорена во Франции к трем годам тюремного заключения за поджог квартиры бывшего мужа Патрика Уари, с которым она находится в конфликте из-за их общего ребенка.
Будучи замужем за французом, Захарова родила Уари дочь Марию. В трехлетнем возрасте Мария была помещена в приемную семью с формулировкой "из-за удушающей любви матери к своей дочери". Саму Захарову лишили родительских прав, но она имела право видеться с дочерью по часу один раз в месяц.
Позднее Мария, которой сейчас 15 лет, была возвращена отцу, и в декабре 2008 года он сдал ее в интернат закрытого типа. Девушка имеет два гражданства: российское и французское.
Актриса вернулась в Россию, но ордер на ее задержание во Франции оставался в силе. Поэтому она некоторое время воздерживалась от поездок во Францию. Захарова решила вернуться во Францию и восстановить родительские права на Марию во Франции после того, как их восстановили в России.
Зимой 2011 года Захарова прибыла в Суд большой инстанции Парижа для участия в слушаниях относительно своих родительских прав на дочь. Но Захарову задержали 25 января у входа в зал заседаний суда, когда она шла на слушания. После этого Захарова была помещена в женскую тюрьму в Парижском регионе.
17 апреля Пресненский суд Москвы удовлетворил ходатайства ФСИН РФ, Минюста Франции и самой актрисы и постановил передать ее российским властям для отбывания наказания на Родине. В конце мая актриса была доставлена в Россию для отбывания наказания по приговору французского суда. Ее выдача РФ стала возможной после вступления 26 апреля в силу решения Пресненского суда Москвы, удовлетворившего соответствующее ходатайство Минюста. Она была этапирована в колонию в Кострому.
5 августа президент России Дмитрий Медведев, "руководствуясь принципами гуманности", подписал указ о помиловании Натальи Захаровой, освободив ее от дальнейшего отбывания наказания в виде лишения свободы.