Надежда Румянцева родилась 9 сентября 1930 года в селе Потапово (Смоленская область, СССР (Россия)).
Актрисой Надя хотела стать с детства, потому окончив школу, поступила в государственный институт театрального искусства имени Луначарского. Некоторое время спустя, вместе со своим преподавателем актрисой Ольгой Пыжковой, возлагавшей на Румянцеву большие надежды, перешла во ВГИК. На момент окончания ВГИКа, Румянцева была уже достаточно известной в определенных кругах актрисой, за плечами которой был опыт работы на театральной сцене (Центральный детский театр) и в кино («Навстречу жизни» (1952) - кинодебют, и «Алеша Птицын вырабатывает характер» (1953)).
В 1955 году Румянцева перешла в Театр-студию киноактера. Шесть лет спустя, в 1961 году получила всесоюзную известность благодаря главной роли в комедийной мелодраме «Девчата» (1961). Два года спустя окончательно закрепилась в статусе одной из лучших актрис советского кинематографа, исполнив роль в великолепной комедии «Королева бензоколонки» (1963). Всего же сыграла около трех десятков ролей в кино и на телевидении. Кроме того, озвучила Нину в культовой комедии «Кавказская пленница», Николь в криминальной мелодраме «Как украсть миллион» и многих других актрис.
В конце шестидесятых в кино практически не появлялась, т.к. находилась за границей вместе со своим мужем, дипломатом Вилли Хштояном. Дочь Карину родила в Малайзии.
По возвращению в СССР работала преимущественно на телевидении. Вела еженедельную телепередачу «Будильник», подарила свой голос героям популярных советских мультфильмов, таких как: «Привет мартышке», «Бабушка удава», «38 попугаев». Свою последнюю роль сыграла в телефильме «Нечаянная радость» (2005). Годом позже появилась и на последней в своей жизни телепрограмме «Линия жизни».
Надежда Румянцева ушла из жизни 8 апреля 2008 года в одной из московских клиник. Похоронили актрису 12 апреля 2008 года в Москве на Армянской части Ваганьковского кладбища.