Американская актриса и модель. Натали родилась 12 июля 1984 года в Майами, Флорида, США. В 2002 году приняла участие в конкурсе, объявленном Дженнифер Лопез, искавшей «лицо и тело» для своей линии одежды. Ей удалось обойти более 5 тысяч конкуренток и получить престижную должность. В 2008 году она завоевала титул «Мисс дружелюбие» в конкурсе красоты «Мисс Флорида». Как актриса Мартинес дебютировала на телевидении в сериале «Дом моды» (2006) о буднях модельного бизнеса, а затем появилась в сериале «Святые и грешники» (2007). Дебютом актрисы в большом кино стала роль напарницы Джейсона Стэйтема в боевике «Смертельная гонка» (2008). В 2010 году Натали снялась в американском криминальном полицейском телесериале «187 Детройт» в роли детектива Арианы Санчес, работающей в отделении по расследованию убийств. Сериал сделал её по—настоящему узнаваемой. Летом 2021 года состоялась премьера фантастического триллера «Воспоминание», в которой она составила актёрский ансамбль совместно с Хью Джекманом и Ребеккой Фергюсон. В 2024 году у актрисы была главная роль в сериале AppleTV+ «Плохая обезьяна»