Наталья Дворецкая родилась 25 августа 1984 года в Челябинске. В детстве переехала в Германию, где изучала три языка. Окончила Театральный институт им. Щукина в 2012 году. С 2007 года играет в Театре им. Пушкина, участвовала в постановках «Горе от ума» и «Цыганах». В кино дебютировала в 2008 году в фильме «Замёрзшие души». Главную роль в картине «Ясмин» исполнила в 2013 году, после чего снялась в сериалах «Невский», «След Пираньи», «Лесник» и «Карпов».
Также работала телеведущей на программах, посвящённых автомобилям и профессиональному развитию. Наталья замужем, увлекается путешествиями и фотографией. Ведёт аккаунты в Instagram и VK, где делится событиями из жизни.