Брак Кустинской с Чулюкиным длился до 1965 года. Распался он по вине Юрия, который на съемках фильма «Королевская регата» увлекся другой женщиной. Наталья играла в этой же ленте главную роль, но об измене мужа узнала случайно. Кустинская закатила скандал и поначалу хотела даже отказаться от продолжения работы. Но, подумав, что в таком случае может вообще распрощаться с кинематографом, она благополучно довела съемки до конца.
Вспоминает Наталья Кустинская: «Любопытство взяло верх над приличиями, и я решила повидаться с той самой блондинкой, которая, оказывается, уже поселилась у Юриной мамы в Москве. Пришла, увидела ее в Юрином халате и услышала обидное: «Неужели вы не понимаете, что Юра вас жалеет, а меня – любит?» Оставила я ему записку с наилучшими пожеланиями в личной жизни и уехала…»
Пережить горечь разрыва Наталье помогла работа – она много гастролировала по стране и за границей. Кустинская считалась тогда одной из самых красивых актрис советского кинематографа, и многочисленные ухажеры буквально не давали ей прохода. Среди них были и достаточно именитые люди: например, Иннокентий Смоктуновский, Владимир Наумов. Однако Кустинская предпочла всем молодого работника Внешторга Олега, за которого и вышла замуж.
Второе замужество Кустинской длилось чуть более трех лет. Именно в тот период на красавицу-актрису положил глаз Муслим Магомаев. Они познакомились в Минске, куда Кустинская приехала с творческими встречами, а Магомаев – на гастроли. Певец настолько сильно увлекся актрисой, что даже предложил ей руку и сердце. Но актриса отказала, сказав, что она уже замужем. Потом за ней ухаживал Алексей Баталов, предложивший ей главную роль в своем фильме «Игрок» (1973). Но у него тоже ничего не получилось, в итоге в «Игроке» она так и не сыграла.
Вспоминает Наталья Кустинская: «У меня не было романов с режиссерами, хотя я сыграла в 40 фильмах. Только однажды, признаюсь, пришлось лечь в «режиссерскую» постель, хотя роль тогда все равно не получила. С тех пор «испытание постелью» никогда больше себе не позволяла, даже если режиссер мне и нравился…»
Второй брак Кустинской продлился до 1970 года. Потом в нее неожиданно влюбился супруг ее киношной (по фильму «Три плюс два») подруги Натальи Фатеевой космонавт Борис Егоров. С ним Кустинская познакомилась случайно: зашла к Фатеевой за книгой, а Егоров в тот день вернулся домой раньше обычного. Они сразу понравились друг другу. А когда они семьями встречали новый, 1970 год, Кустинская окончательно пленила Егорова, исполнив на рояле его любимые произведения – «Элегию» Рахманинова и этюды Шопена. Через несколько месяцев Егоров пришел к Наталье, когда ее мужа не было дома. Он вычистил до блеска все кастрюли, вымыл холодильник. Затем пришел муж актрисы, и они втроем сели обедать. Буквально через пару дней после этого Олег уехал на рыбалку на Север, и Егоров вновь навестил Кустинскую под благовидным предлогом: мол, забыл у них зонтик. Он пригласил ее в ресторан у Речного вокзала, где и сделал ей предложение. Сказал: «Наташа, я тебя люблю. Ребенком во сне я видел именно такую девочку, как ты. Как любовница ты мне не нужна. Выходи за меня замуж».
По словам Кустинской, это признание явилось для нее полной неожиданностью. Ведь у Егорова и Фатеевой только что родился ребенок, и внешне они являли собой крепкую пару. Хотя именно тогда в киношной среде ходили слухи, что Фатеева изменила Егорову, закрутив роман со своим партнером по фильму «Песни моря» румынским певцом Даном Спатару. Но в эти сплетни Кустинская не вдавалась: за несколько месяцев общения Егоров успел ей очень понравиться, а жизнь с нынешним мужем уже тяготила.
Свою жилплощадь Кустинская и Егоров оставили своим бывшим половинам, поэтому жить им поначалу было негде. На первых порах их пустил в свою квартиру будущий ведущий «Клуба кинопутешественников» Юрий Сенкевич, но попросил их вести себя как можно тише, чтобы никто об этом не узнал. Однако буквально через несколько дней об их романе узнали все. Сенкевич тогда сделал для себя вывод, что актрисы есть актрисы: всегда хотят быть в центре внимания, даже в жизни.
Вспоминает Юрий Сенкевич: «Досталось тогда Боре здорово: из обманутого мужа он превратился в монстра, который опять бросил семью (в 66-м Егоров ушел от своей первой жены Элеоноры к Фатеевой, после чего стал первым разведенным космонавтом в стране. – Ф. Р.). И не просто бросил, а еще и поссорил близких подруг. Хотя, с моей точки зрения, повод для развода дала сама Фатеева: ее роман с румынским певцом Егорова очень сильно расстроил. Однажды я, проезжая по набережной, лично видел, как Боб, сидевший в машине, палил из пистолета в воду…»