Художница-авангардистка, тяготела к кубофутуризму, супрематизму, была членом общества "Супремус" и ассистентом Казимира Малевича во ВХУТЕМАСе, а также членом объединений и участником выставок: "Бубновый валет" (1914), "Трамвай В" (1915), "0.10" (1915-1916), "Мир искусства" (1921-1922), "Московские живописцы" (1925), группы "13" (1931). В 1921–1934 гг. преподавала во ВХУТЕМАСе – ВХУТЕИНе.
В 20-е годы от авангардизма отошла, занималась натурной живописью, писала натюрморты, портреты, пейзажи. Картины Н.А. Удальцовой хранятся в Государственной Третьяковской Галерее, Государственном Русском Музее, других музеях в России и за рубежом. Н.А. Удальцова была женой художника Александра Древина (расстрелян в 1938 г.).
Скончалась Н.А. Удальцова в 1961 году, похоронена в Москве на Новодевичьем кладбище (4 уч. 56 ряд).
С ней похоронены:
Прудковская Вера Николаевна (1862-1913) - её мать;
Прудковская Людмила Андреевна (1889-1918) - её сестра;
Кафенгауз Тамара Андреевна (1893-1969) - её сестра, художница;
Кафенгауз Бернгард Борисович (1894-1969) - историк, муж Т.А. Кафенгауз;
Кафенгауз Юрий Бернгардович (1929-2008) - её племянник, художник.
