Almanya'nın Stuttgart kentinde doğan Natalia Wörner, New York'taki Lee Strasberg Aktörler Stüdyosu'nda oyunculuk eğitimi aldı ve Almanya'ya döndükten sonra Hamburg'da sahne kariyerine başladı. 1992 yılında LENI adlı uzun metrajlı filmde İkinci Dünya Savaşı sırasında Almanya'dan kaçan genç bir Yahudi kadını canlandırarak ilk kez sinemaya adım attı. Aynı yıl Sherry Hormann'ın 'Frauen sind etwas Wunderbares' (Kadınlar Harikadır) ve Dominik Graf'ın polisiye gerilim filmi 'Die Sieger' (Yenilmezler) filmlerinde ve diğer TV yapımlarında rol aldı. Birkaç dil bilen Natalia, 1994 yapımı Fransız gerilim filmi François Dupeyron'un 'La Machine'inde Gerard Depardieu ile birlikte oynadı. Prömiyeri 2000 yılında Cannes'da yapılan uluslararası sinema yapımı '20 Nuits et un Jour du Pluie' (20 Gece ve Yağmurlu Bir Gün) filmindeki Fransızca konuşan rolüyle uluslararası seyircinin dikkatini tekrar çekti. Ancak, 1995 yapımı popüler TV dizisi 'Um die Dreißig' (Yaklaşık 30)'deki olağanüstü rolüyle eleştirmenlerin ve ulusun kalbini kazandı ve 50'den fazla ulusal ve uluslararası filmde başrol oynayarak bugün eleştirmenlerce beğenilen bir oyuncu haline geldi. Natalia ilk ödülü olan ALTIN GONG'u 1996 yılında uzun soluklu polisiye dizi Tatort'un (Suç Mahalli) 'Perfect Mind' bölümündeki üstün performansıyla aldı. Aynı yıl, yine Sherry Hormann'ın yönettiği romantik komedi 'Irren ist Männlich' (Babalar Günü) filminde oynadı. Drama ve komedi arasında sorunsuz bir şekilde hareket eden Natalia, 2000 yılında senaryosunu da yazdığı 'Bella Block' bölümü 'Blinde Liebe' (Kör Aşk) ve Annemarie Schoenle'nin romanından uyarlanan 'Frauen lügen besser' (Kadınlar Daha İyi Yalan Söyler) adlı TV filmindeki performanslarıyla En İyi Kadın Oyuncu dalında iki kez ödüllendirildi. Natalia'nın oyunculuk sanatına olan tutkusu ve bağlılığı hiçbir zaman tiyatro sahnesinde göründüğü kadar belirgin olmamıştır. 2001 yılında Hamburger Kammerspiele'de David Hare'in 'The Blue Room' ve David Auburn'un 'Proof' adlı oyunlarında oynadı. Daha sonra 2005 yılında Berlin Deutsches Theater'da Ulrich Waller'in 'Ein Stück vom Himmel' (Cennetten Bir Parça) adlı oyununun dünya prömiyerinde yer alarak sahnelere geri döndü ve 2009 yılında Ulrike Jackwerth'in yönettiği Patrick Marbers'in 'Hautnah' (Closer) adlı başarılı oyunu için tekrar Berlin'deki Renaissance Theatre'a gitti. Yıllar boyunca televizyon yapımlarında çok sayıda rol alan Natalia, 2006 yılında Judith Kennel'in yönettiği 'Unter anderen Umständen' (Under Different Circumstances) adlı TV suç dizisinde bir dedektif olarak ilgi çekici bir rol oynadı. Natalia o zamandan beri çok sayıda yıllık filmde yer aldı. Buna ek olarak, Carlo Rola'nın Alman uyarlaması 'Das Kindermädchen' filminde rol aldı ve Christian Duguay'ın uluslararası film serisi 'Cinderella' da kötü üvey anneyi canlandırdı. 2009 yılı, Natalia'nın uluslararası film endüstrisinde gelişmesine tanık oldu. İlk olarak, Senta Berger, Tom Conti ve Michael York ile birlikte rol aldığı İngiliz/Alman ortak yapımı 'Four Seasons' filminde yer aldı. Aynı yılın sonlarında, Ken Follett'in dünya çapında çok satan romanı The Pillars of the Earth'ün 'Ridley Scott' ve Tandem Communications uyarlamasının çekimleri için Macaristan'a gitti. Natalia burada dramatik ve romantik bir başrol olan vahşi orman kadını Ellen'ı canlandırdı. Sekiz saatlik dizi 2010 yılında dünya çapında yayınlandı ve uluslararası eleştirmenlerin beğenisini kazandı. Bu nedenle film, Avusturya ROMY, Amerikan Altın Küre adaylığı ve Alman BAMBI dahil olmak üzere birçok uluslararası ödüle layık görüldü. Natalia 2012 yılında Ulrike Grothe'nin 'Die Kirche bleibt im Dorf' (Kilise köyde kalır) projesiyle bir başka Alman sinema harikasını tamamladı. Svabya batı tarzı lehçe hesaplaşmasını komik bir şekilde canlandırması yarım milyondan fazla kişi tarafından izlendi ve sevildi. Ayrıca 'Unter anderen Umständen' (Farklı Koşullar Altında) ve muhteşem kültür çatışması komedisi 'Kückückskind' filmlerinin devam filmlerini de tamamladı. Sonraki projeler, dünyaca ünlü Goethe-Drama 'Götz von Berlichingen' (2013), 'Die Kirche bleibt im Dorf' (Kilise köyde kalır II) filminin merakla beklenen devam filmi, Carlo Rola''nın gerilim filmi "Die Mutter des Mörders" (Katilin Annesi, 2014), "Der gute Göhring" ve 2016'da prömiyeri yapılan yeni geliştirilen politik TV dizisi "Die Diplomatin" (Diplomat). Natalia Wörner, Karla Lorenz rolünün hazırlıkları için Almanya'nın eski Dışişleri Bakanı Frank-Walter Steinmeier'e Endonezya ve Güney Kore'ye yaptığı resmi gezilerde eşlik etti ve "Mata Hari" (2016) filminin yeni bir uyarlamasında başrolü ve Studio Babelsberg'in yapımcılığını üstlendiği başarılı bir Amerikan dizisi olan "Berlin Station" (2017) filminin uluslararası oyuncu kadrosunda yer aldı. Natalia'nın profili, özellikle hayatında kişisel öneme sahip olanlar olmak üzere çok sayıda hayır projesindeki olağanüstü çabalarından bahsetmeden tamamlanmış sayılmaz. Tayland'da 2004 yılında meydana gelen yıkıcı tsunamiyi doğrudan tecrübe eden Natalia, derhal harekete geçerek kıyıdaki balıkçı topluluklarının yeniden kurulmasına yardımcı olmak amacıyla Tsunami Direkthilfe e.V.'yi kurmuştur. 2006 yılında uluslararası çocuklara yardım kuruluşu Kindernothilfe e.V.'nin elçisi oldu ve çocukların korunması, sağlığı, güvenliği, eğitimi ve sevgisi için çaba gösteren birçok ulusal ve uluslararası projeyi destekledi. Kendisini bu amaca adadığı için 2016 yılında Federal Liyakat Haçı ile ödüllendirilmiştir.