Színészi tanulmányait nyolc éves korában kezdte, és élete forgatásokból, utazásokból, stúdiófelvételekből, promóciókból áll.

Tizenkét éves korától színészkedett először, mint gyermekszínész, a karrierje a reklámfilmek világában kezdődött el. Tizenkét és tizenhat éves kora között több, mint harminc reklámban szerepelt, többek között a Coca, Pepsi, és Johnson & Johnson reklámokban. Tizennégy éves korában tízezer észak-, közép-, és dél-amerikai jelentkező közül választották ki, hogy elkísérje Xuxat a turnéjára.

Az általa megkeresett pénzből Buenos Airesbe ment szereplőválogatásokra. Amikor tizenhét éves volt, egyedül átköltözött Argentínába. Ekkor egy kis szerepet kapott a "Meghódíthatatlan szív" című szappanoperában, ezért lemondott arról, hogy Xuxa kísérője legyen továbbra is, valamint hogy műsorvezető legyen az MTV-n.

1995-ben felkérték, játssza el Patricia Palmers unokahúgát az "Édes Anna" című szappanoperában, melyben megismerkedett későbbi szerelmével is. Majd a "Modellek 90-60-90" című sorozatban játszott. Egy év múlva közismert lett Valeria szerepével a "Híresek és Gazdagok" című szappanoperában.

Együtt szerepelt Guillermo Francellával "Az egy argentin New Yorkban" című mozifilmben, ahol egy fiatal lányt játszott, aki megvalósította a zenével kapcsolatos álmait. A film nézettségi rekordokat döntött 1 600 000 nézovel, ez volt a karriere első kimagasló értéke.

1998-ban elkészítette első világméretű lemezét "Natalia Oreiro" címmel. Dalait ma már az egész világon hallgatják. 2000 januárjában megkapta az "Év ünnepelt személyisége" díjat. Két egymást követő évben jelölték "Martin Fierro" díjra a legjobb drámai színésznő kategóriában "Cholito", azaz az "Öcskös" szerepéért.

"Cholito" szerepében egy fiús, érzékeny árvát játszott, akiként "elcsábította" a nézőket a "Vad Angyalban". Ezt a sorozatot hatvan országban vetítették, többek között az Amerikai Egyesült Államokban, Oroszországban, Görögországban, Szlovéniában, Szlovákiában, Cipruson, Litvániában, Romániában, Bosznia-Hercegovinában, Magyarországon, Csehországban, és az összes latin-amerikai országban.

Együtt énekelt Rafaela Carraval Olaszországban, részt vett a spanyol közösségek gáláján, egy klasszikus spanyol showban, a Punta del Estében, valamint fellépett a miami fesztiválon a 8. utcában.

Ezután elhatározta, hogy a 2000-es évben a zenei karrierjének szenteli magát, ezért elutazott Los Angelesbe, hogy felvegye második nagylemezét "Tu Veneno" címmel.

A "Tu Veneno" egy pop-rock stílusú album egy kis andalúz zenével keverve; a 15 dal között szerepel a "Basta de ti", melyet Natalia együtt készített Fernando Lopez Rossival, a "Rio de la Plata", mely Natalia életéről szól, valamint a "Que pena me das" címu szám, melyet Andres Calamaro külön Natalia számára írt. A "Tu Veneno" címu album elkészítésében más zenészek is részt vettek, mint például Abraham Laboriel Jr., Jimmy Johnson, James Taylor, Alex Acuna, Greg Mathison, Michael Thompson, Michael Landau, Rusty Anderson, Jose Antonio Rodriguez, Ramon Stagnaro, Ed Calle, Dana Teboe, Tony Concepcion.

Natalia különféle díjakat kapott filmjeiért Spanyolországban, Olaszországban, és az USA-ban.

2001-ben megtalálta élete nagy szerelmét egy argentin rock zenész, Ricardo Mollo személyében, akihez nagy titoktartás közepette 2001. december 31-én feleségül ment.

A 2002-es év ismét gyümölcsöző volt Natalia karrierjében: leforgatta a Kachorra című szappanoperát, melynek nagy sikere volt több dél-amerikai, európai, illetve ázsiai országban; valamint elkészítette negyedik albumát "Turmalina" címmel.

Natalia a 2003-as év folyamán sem tétlenkedett: leforgatta második mozifilmjét Cleopatra címmel, mellyel ismét nagy sikert aratott.

Ezt követően egy kis pihenés után oroszországi turnéra indult, melyen rajongói legnagyobb örömére több városban, több koncertet adott. Argentin rajongóit sem "hanyagolta el", mert a koncert turnét egy argentin, Rosarióban megrendezett koncerttel zárta.

A 2004-es év szintén egy új telenovella szereppel ajándékozta meg Nataliát, ahol egy Carmen nevű érzéki nőt alakított, s melynek címe El deseo, azaz Kívánság.

Miközben Natalia új albumának elkészítésén dolgozott, a 2005-ös évben filmes karrierjének építését sem hanyagolta el. Oroszországban leforgatta az El Ritmo Del Tango című argentin-orosz co-produkciós telenovellát, majd a TELEFE csatornát elhagyva leszerződött a Canal 13-hoz, ahol az év végén megkezdje a Sos mi vida című sorozatot, melyben ismét – a Vad Angyalból jól ismert – Facundo Aranával játszik együtt. 2005-ben koncertet adott Haitin és Tahitin is.

2006-ban befejezte a Sos mi vida forgatását utána 2új dalt vett fel, majd kampányokban vállalt szerepet.

2007 Natalia számára új szerepeket jelentett főként reklámfilmekben. Martin Ferrero díjat is kapott.

2008-ban lelkesen forgatta az Amanda O siker sorozatot ami Argentínában az első "internetsorozat".