Натали Дормер ( (англ. Natalie Dormer) родилась 11 февраля 1982 года в Рединге, Бершир. Она училась в средней школе Chiltern Edge пока не перешла в Reading Blue Coat, школу мальчиков, где с шестого класса разрешалось учиться и девочкам. Ее семья состоит из отчима, матери, сестры Саманты и брата Марка. Натали говорила, что во время учебы в школе была жертвой издевательств со стороны своих одноклассников, и «до сих пор не понимает почему». В школе Дормер была отличницей, вице-капитан школьной команды по нетболу и старостой класса.

В школьные года Натали увлекалась танцами. Она описывает себя как надежду семьи, так как думала, что ей предложат место для изучения истории в Кембридже, но не прошла. Тогда она решила пройти кастинг в театральную школу и решила заниматься в группе Уэббера Дугласа в Академии драматического искусства в Лондоне.

Через шесть месяцев после окончания обучения у Уэббера Дугласа, Дормер полуила роль Викториии в картине с Хитом Леджером в главной роли «Казанова» (2005). Так состоялся ее кинодебют. Режиссер Лассе Халльстрем был настолько впечатлен ее талантом, что расширил ее роль в сценарии фильма. После прослушивания на роль в фильме Натали подписала контракт Touchstone Pictures на три фильма, которые так и никогда не снимались.
В 2005 году Дормер снялась в небольшой роли в «Далеких берегах». Но, несмотря на это, следующие девять месяцев она оставалась без работы. Она говорила «Это был лучший урок, который я получила в первые 12 месяцев своей карьеры». В 2006 Натали пригласили сняться в эпизоде «Ребус: Висячий сад».

В 2007 и 2008 Дормер играла Анну Болейн в двух первых сезонах сериала «Тюдоры», за что получила массу положительных отзывов. Роберт Абель из LA Weekly писал о ней: «Натали Дормер представляет собой живописную изысканность и сложность, изображая Анну Болейн.. Ее загадочность и, не подвластная времени, красота является лучшей составляющей Тюдоров. В конце второго сезона шоу ее героиня умирает.
В 2008 году Дормер играет Мойру Николсон в одном из эпизодов сериала «Марпл Агаты Кристи» «Ответ знает Эванс», а также появилась в ряде фильмов «Город жизни», «Без изъяна».

В марте 2010 года она дебютировала в театре Young Vic в Лондоне в роли Мизи в спектакле «Sweet Nothings». После шести месяцев игры на сцене театра Дормер предложили несколько новых киноролей, в том числе герцогиню Йоркскую в фильме Мадонны «МЫ. Верим в любовь», а также «Первый мститель», «Шёлк», «По».

В июне 2011 года Дормер присоединилась к составу сериала HBO «Игра престолов» как Маргери Тирелл из благородного дома Тиреллов. В марте 2012 она вернулась в театр Young Vic для главной роли в спектакле «After Miss Julie by Patrick Marber». В 2013 она появилась в фильмах «Советник», «Гонка» и в сериале «Элементарно» в роли Ирен Адлер.

Натали Дормер с 2011 года помолвлена с ирландским режиссером Энтони Бирном, которого встретила в Дублине в 2007 году во время съемок «Тюдоров». Говоря о себе как о любительнице покера, актриса в 2008 году приняла участие в чемпионате среди женщин PartyPoker.com в Лондоне, где заняла второе место. По словам Дормер на ее карьеру в качестве актрисы повлияла Кейт Бланшетт.