Pravoga imena Natalia Mikhailovna Vodianova, rođena je prije trideset godina u Donjem Novom Gradu, mjestu koje je prije nosilo ime Gorki, po sovjetskom pjesniku Maksimu Gorkom. Vodianova je odrastala u siromašnoj obitelji s majkom i dvije polusestre. Natalijin otac je obitelj napustio još dok je bila dijete te s njime uopće nije bila u kontaktu sve dok nije postala slavna. Obitelj se na sve načine pokušavala snaći i preživjeti, tako su novac zarađivali prodajući voće na tržnici.

U dobi od samo 15 godina Natalia se upisala u manekensku agenciju, a dvije godine kasnije preselila se u Pariz potpisavši ugovor s agencijom Viva Models, a danas živi u Velikoj Britaniji. Visoka čak 176 centimetara te gotovo savršenih mjera, punih usana, smeđe kose i prodornih plavih očiju, Vodianova je vrlo brzo osvojila modni svijet. Ostvarila je zavidan uspjeh kako na modnim pistama, tako i snimajući editorijale, reklame i razne kampanje.

Do danas Vodianova se pokazala na čak 175 različitih kako europskih, tako i američkih modnih pista, njezini editorijali krasili su najprestižnije časopise diljem svijeta, a snimila je i reklamne kampanje za poznata modna imena kao što su Guerlain, Givenchy, Calvin Klein, Louis Vuitton, Yves Saint Laurent, L'Oréal, David Yurman, Marc Jacobs, Stella McCartney, Versace, Diane von Fürstenberg, Chanel, Guerlain i Etam.

Do sada se pojavila na čak sedam naslovnica britanskog Voguea, a na coveru američkog izdanja debitirala je 2004. godine pozirajući pred fotoobjektivom Stevena Meisela. No, Nataliju Vodianovu još jedan magazin jednostavno obožava, a to je Harper's Bazaar. Teško je pobrojati koliko se puta pojavila na naslovnici tog modnog magazina.
Sa samo 19 godina udala se za britanskog plemića Justina Portmana te rodila troje djece, sinove Lucasa Alexandera i Viktora te kćer Nevu. No, to je nije nimalo omelo u tome da i dalje radi, napredujući vrtoglavom brzinom u manekenskom svijetu.

Godine 2005. na ljestvici World's Greatest Supermodel britanske televizijske postaje Five Natalia je zauzela 14. mjesto. Kako je njezina karijera napredovala, tako se i Natalijin bankovni račun podebljavao. Prema podacima časopisa Forbes, u razdoblju od 2006. do 2007. godine Vodianova je zaradila 4,5 milijuna dolara, godinu kasnije godišnja zarada joj se povećala za puni milijun, a ove godine je zasjela na čak treće mjesto Forbesove liste najbolje plaćenih manekenki sa zarađenih 8,6 milijuna dolara u samo jednoj godini.

Osim manekenskim vodama, Vodianova se odlično snašla i u onim filmskim. Tako je 2001. godine dobila manju ulogu u filmu Romana Coppole 'CQ' gdje je stala uz bok Billyju Zaneu. Godine 2010. utjelovila je Meduzu u filmu Clash of the Titans. Krajem iste godine Natalia je dobila i prvu glavnu ulogu u adaptaciji romana 'Belle du Seigneur', a film bi trebao biti gotovo ove godine.

Osim toga, Vodianovoj je pružena i posebna čast da na Zimskim olimpijskim igrama 2014. godine bude zaštitno lice i ambasadorica. Vodianova je vrlo aktivna i na području humanitarnog rada te slovi za veliku filantropkinju, a osnovala je i humanitarnu udrugu Naked Heart Foundation.

Svojega sada već bivšeg supruga, britanskog plemića Justina Portmana upoznala je kada joj je bilo samo 19. godina, i to 2001. godine na jednoj večeri u pariškom restoranu. Kada je bila osam mjeseci trudna, Natalia i Justin su se vjenčali, a devet mjeseci kasnije ceremoniju su ponovili u Sankt Peterburgu, gdje je Vodianova odjenula predivnu vjenčanicu s potpisom dizajnera Toma Forda. Par ima troje djece, ali bračna sreća nije potrajala zauvijek, pa su 2010. godine započeli živjeti odvojeno, a sredinom 2011. su se i zakonski razveli.

No, vrlo brzo ruska se ljepotica ponovno zaljubila. I to ni manje ni više nego u Antoinea Arnaulta, sina francuskog biznismena i vlasnika LVMH Bernarda Arnaulta, a sumnja se kako je upravo Antoine tajanstveni muškarac zbog kojega je ostavila supruga.