Натали Дормер родилась и выросла в Рединге, графство Беркшир. Её мать -
домохозяйка, отчим - строитель.
Помимо неё в семье ещё двое детей - Саманта и Марк. Натали избегает
разговоров о своём биологическом отце. Наряду с общеобразовательными
учреждениями, Chiltern Edge School и Reading Blue Coat School, посещала школу танцев Allenova School of Dancing.
Актёрскому мастерству обучалась в Академии драматического искусства Уэббера
Дугласа, где также учились актёры Руперт Френд, Мэттью Гуд, Хью Бонневилль и
актриса Минни Драйвер.
Дебютом Натали Дормер в кино стала роль Виктории в фильме 2005 года «
Казанова», где её
партнёрами были Хит Леджер и Джереми Айронс. Её игра в комических эпизодах
произвела впечатление на режиссёра Лассе Халльстрёма, и он существенно расширил
сюжетную линию её персонажа, наделив его яркими бурлескными чертами.
Позже актриса подписала
контракт с компанией Disney Touchstone на участие в трёх фильмах, но ни один из этих
проектов не был осуществлён.
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. В
заключительной серии финального сезона актриса появилась в роли призрака
казнённой королевы. За свою работу в телесериале Дормер удостоилась не только
хвалебных отзывов от критиков, но и двух номинаций на премию Gemini Awards в категории
«Лучшее исполнение драматической роли» в 2008 и 2009 годах.
В 2008 и 2009 годах Натали сыграла несколько ролей на телевидении и в кино, а в марте 2010
дебютировала на сцене лондонского театра Янг-Вик в трагикомедии Sweet Nothings по пьесе
Артура Шницлера Liebelei. В июне 2010 стало известно, что Дормер получила главную роль в
экранизации романа Питера Страуба Shadowland, где вместе с ней задействован актёр Билл
Найи. Ещё одним проектом для актрисы стало участие в фильме «
МЫ. Верим в любовь», режиссёром которого выступила певица Мадонна.
Натали 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.
Дормер исполнила одну из главных ролей, снявшись во всех шести эпизодах первого
сезона. В конце июня 2011 года канал HBO объявил о том, что Натали Дормер
присоединится к актёрскому составу телесериала «Игра Престолов». Во втором
сезоне она сыграла роль Маргери Тирелл. В 2013 году сыграла роль Ирен Адлер в
телесериале «
Элементарно».