Британская актриса. Натали родилась 11 февраля 1982 года в Рединге, графство Беркшир. Актёрскому мастерству обучалась в Академии драматического искусства Уэббера Дугласа. Дебютом Дормер в кино стала роль Виктории в фильме 2005 года «Казанова», где её партнёрами были Хит Леджер и Джереми Айронс. Особенно успешной для неё стала роль Анны Болейн, второй супруги короля Англии Генриха VIII, в телесериале «Тюдоры», в котором она фигурировала как главная героиня на протяжении двух первых сезонов. За свою работу в телесериале Натали удостоилась двух номинаций на премию «Gemini Awards» в категории «Лучшее исполнение драматической роли» в 2008 и 2009 годах. В 2011 году актриса получила роль в фильме «МЫ. Верим в любовь», режиссёром которого выступила певица Мадонна. Дормер исполнила роль Элизабет Боуз—Лайон, супруги короля Великобритании Георга VI и матери королевы Елизаветы II. В феврале 2011 года на канале BBC состоялась премьера телесериала «Шёлк», повествующего об особенностях профессии королевских адвокатов в Великобритании. Актриса исполнила одну из главных ролей, снявшись во всех шести эпизодах первого сезона. В конце июня 2011 года канал HBO объявил, что Натали присоединится к актёрскому составу телесериала «Игра Престолов» в качестве исполнительницы роли Маргери Тирелл. В 2013 году она сыграла роль Джейми Мориарти в телесериале «Элементарно»