Ma dwójkę rodzeństwa: siostrę Samanthę i brata Marka.
W latach 2014-2015 wystąpiła w kampanii "Because I Am A Girl" organizacji charytatywnej Plan UK (wraz z
Leną Headey i
Beverley Knight).
Miała zagrać rolę Katharine Gun w filmie "
Brudna gra", jednak zdjęcia nie rozpoczęły się od razu w 2016 roku i obsada została z czasem zmieniona. Zastąpiła ją
Keira Knightley.
W 2004 roku ukończyła aktorstwo w Webber Douglas Academy of Dramatic Art w Londynie (Anglia, Wielka Brytania).
Była zaręczona z
Anthonym Byrne. Para rozstała się w 2018 r. po jedenastu latach związku.
Była brana pod uwagę do roli Jej Wysokości Wiedźmy w filmie "
Wiedźmy". Angaż otrzymała
Anne Hathaway.
Jej rola w filmie "
Casanova" początkowo miała być jedynie epizodyczna, jednak reżyser filmu
Lasse Hallström był pod tak dużym wrażeniem gry Natalie, że postanowił rozszerzyć jej rolę i dodać do niej więcej humorystycznych elementów.
Zanim otrzymała rolę Margaery Tyrell w serialu "
Gra o tron", ubiegała się o postać Melisandre. Ostatecznie angaż otrzymała
Carice van Houten.
W 2015 roku wystąpiła w teledysku
Hoziera do piosenki "Someone New".