Elle apparaît pour la première fois sur les écrans français en 1988 dans le film Drôle d'endroit pour une rencontre aux côtés de
Gérard Depardieu et de
Catherine Deneuve. Ce premier essai lui vaudra d'ailleurs une nomination pour le César du meilleur espoir féminin en 1989.
Sa carrière est lancée et, après un petit rôle dans
La Petite Voleuse, Nathalie partage l'affiche avec Smaïn dans J'aurais jamais dû croiser son regard.
Les rôles s'enchaînent jusqu'en 1997 où Nathalie rencontre
Laurent Boutonnat à l'origine du succès de Mylène Farmer. Ce dernier cherche une interprète hispanophone pour reprendre Hasta siempre, le célèbre hymne de Carlos Puebla. La chanson est enregistrée et fait un carton en 1997, se classant deuxième du palmarès en France (certifié disque de platine pour plus de 750 000 ventes).
Forte de ce succès, Nathalie compose elle-même son deuxième titre, Populaire, dans un style rock très différent du premier, celui-ci ne rencontre pas le succès escompté.
En 1999 sort un troisième titre intitulé ... Mon ange ; cette ballade composée par Nathalie se classe huitième et lui vaut un disque d'argent. Son premier album sort dans la foulée.
Un clip est tourné pour Baila si, le quatrième extrait de l'album mais celui-ci ne sort pas en single en France. Nathalie enregistre une version internationale de son album avec de nombreuses chansons rechantées en anglais. Elle participe ensuite au single collectif des Voix de l'espoir, celui du Coeur des femmes et fait des concerts.
Après plusieurs années d'absence Nathalie revient en 2008 avec un single, Yo soy rebelde. Le titre est resté 22 semaines dans le top 100 des ventes des singles et s'est classé à la 24e place des ventes de singles dès sa sortie.
Son nouvel album intitulé Servir le beau sort le 3 novembre 2008. Il est composé de 11 titres aux influences musicales riches et variées (pop, rock, tango, balade...). Le single Ma soeur accompagne la sortie de ce nouvel et deuxième opus.