Natalia ble født i Gorkij i en ganske fattig familie der det var fortsatt to søstre - Christine og Oksana, hvorav den ene er deaktivert siden barndommen. Fra de første årene ble Natasha tvunget til å arbeide for å hjelpe sine foreldre. Jenter som selger frukt i markedet, Natasha med hendene flyttet tunge esker. Tid til å studere det var lite på skolen var alltid et problem og Natasha aldri uteksaminert fra 9. klasse. I en alder av 15, hun forlot foreldrenes hjem og flyttet inn med kjæresten sin, som var involvert i modellbransjen. Det var på hans råd, hun fikk jobb på en modellering byrå som heter Viva Model Management.
I 1999 kom organisasjonen, hvor hun jobbet Natalia Paris byrået ansatt på jakt etter potensielle modeller. Han blinket ut casting unge skjønnheten og tilbød henne en jobb i Paris. Selv om den franske byrået utnevnt henne som betaling for arbeid bare 500 franc, Natalia de virket enorm sum. Etter en svært kort tid har hun oppnådd en slik popularitet som har en kontrakt med Calvin Klein. Natalia Vodianova dukket opp på catwalken for selskaper som Christian Dior, Alexander McQueen, Gucci, Chanel, Marc Jacobs, Ralph Lauren og andre. Hun spilte også for kalenderen Pirelli, drømte om mange modeller.
I 2000, den russiske skjønnheten møtte sin fremtidige ektemann - en aristokrat fra Storbritannia Justin Portman. Relasjoner har utviklet seg svært raskt, og i 2001 hele verden lært om fødselen av sønnen Lucas toppmodeller. En ung mor tok bare seks uker å gjenopprette form etter fødsel og igjen på pallen. I 2002 ble det i St. Petersburg holdt i hall of Peterhof storslåtte bryllupet seremonien. Paret bodde sammen i 9 år, i 2011, ble det annonsert om skilsmisse. I øyeblikket russiske toppmodellen har tre barn: en datter Neva og sønnene Lucas og Victor.
Natalia Vodianova er en av de rikeste supermodeller i verden. I 2006 ble det på henne initiativ opprettet en ganske stor veldedig fond "Naked hjerte", engasjert i etableringen av lekeplasser i de små byene i Russland. Slike nettsteder ble bygget i Biisk, Kinegeseppe, Ivanovo, Jekaterinburg og Tikhvin.
Fashion modell prøvde også å handle i filmer. I 2001 spilte hun i filmen "Agent dragonfly" i rollen som Bridget, og i 2010 deltok i filmen "Clash of the Titans».