През 1996 г. тя за първи път участва в драмата Красиви момичета, последвана от филма Всички казват: Обичам те (1996), режисиран от Уди Алън, и научно-фантастичната комедия на Тим Бъртън Mars Attacks! (1996). През 1996 г. тя кандидатства за ролята на Жулиета във филма „Ромео и Жулиета“ (1996), режисиран от Баз Лурман. Но в крайна сметка Клер Дейнс го получи. Предполага се, че Натали изглеждаше примитивна заедно с Леонардо Ди Каприо. 1997 г. й донася първата роля в Бродуей - тя играе Ана в пиесата „Дневникът на Ан Франк“. Ето защо тя твърди, че е отказала предложение да участва във филма „Магьосникът на конете“ (1998) и е получила ролята на Скарлет Йохансон. По-късно й предлагат роля в драмата Anywhere, Just Not Here (1999), но след като разбира, че трябва да се появи гол в любовна сцена, тя отказва.

предпочете

Режисьорът Уейн Уанг и актрисата Сюзън Сарандън обаче настояват да променят сценария. Сюзън дори каза на продуцентите, че ако Натали не изиграе дъщеря си, тя също няма да подпише договора. След като коригира сценария, Натали най-накрая се съгласи. Филмът, чиято премиера бе в края на 1999 г., й спечели номинация за Златен глобус. В началото на 1999 г. премиерата на „Междузвездни войни“: Епизод I - скритата заплаха, в която Натали играе кралица Падме Амидала.

Последва ролята на бременна тийнейджърка във филма „Отиди за сърцето си“ (2000). След заснемането на този филм тя се завръща в училище - записва бакалавърска степен по психология в Харвард. В свое интервю през 1999 г. тя заявява, че с изключение на „Междузвездни войни“ няма да се появява във филми през следващите четири години. Тогава тя каза, че не се интересува дали това ще съсипе филмовата й кариера, защото по-скоро би била мъдра, отколкото филмова звезда. Завършва през 2003 г. Две години по-късно посещава Еврейския университет в Йерусалим. Освен че владее добре иврит и английски, се казва, че може да разговаря и на френски, японски, немски и арабски. През юли 2001 г. премиерата на „Чайка“ на Чехов в Ню Йорк, режисирана от Майк Никълс.

Натали участва в него с Мерил Стрийп, Кевин Клайн и Филип Сиймор Хофман. По това време тя снима друга част от Междузвездни войни в Сидни и Лондон: Епизод II - Атаки на клонинги (2002). През 2002 г. тя участва в малка роля в „Завръщане в студената планина“ (2003). 2004 г. донесе два независими филма, в които тя участва - „Пробуждане в градината“ и „На допир“.

Докато „Гардън Стейт“ печели наградата „Независим дух“ за най-добър дебютен игрален филм, „Алиса в драма“ печели „Златен глобус“ за най-добра поддържаща женска роля и номинация за „Оскар“ в същата категория. През 2005 г. кината пуснаха три филма, в които тя участва: Последната част от Междузвездни войни: Епизод III - Отмъщението на ситите, драмата Свободна зона и екшън научната фантастика V като Вендета. За последния филм Натали беше обръснала главата си. За първи път тя се появява на световната премиера на „Отмъщението на ситите“. Тогава списание Maxim я класира на 33-то място в класацията си Hot 100, казвайки „не е нужно да имате коса, за да бъдете секси“. В края на 2005 г. тя започва снимките на драмата „Призраците на Гоя“ (2006), режисирана от Милош Форман. Въпреки че Форман никога не е виждал Натали да играе, той реши да я вземе във филма, след като я видя на корицата на Vogue.

Според него изглежда "като картината на Гоя". През 2006 г. тя се появи и в една от осемнадесетте истории на късометражния филм Париж, обичам те. През 2007 г. тя заема гласа на Дарси в епизод на „Симпсън“. На филмовия фестивал в Кан те прожектираха романтичен филм на хонконгския режисьор Кар-вай Уонг „Моите боровинки нощи“ (2007), в който тя участва. Това беше последвано от Darjeeling Limited от Уес Андерсън и семейната фантастична комедия Toy Kingdom (2007).

През юни 2007 г. тя се появи в музикален видеоклип към песента на Пол Макартни Dance Tonight, режисиран от Мишел Гондри. Тя участва и с Джейсън Шварцман в късометражния филм на Уес Андерсън „Хотел Шевалие“ (2007). Историческата драма „Любовта на краля“ имаше своята световна премиера на Международния филмов фестивал в Берлинале през февруари 2008 г., в която тя играе Ана Болейн. През май 2008 г. тя беше най-младият член на журито на 61-ия Международен филмов фестивал в Кан. На 65-ия международен филмов фестивал във Венеция тя направи премиера на режисьорския си дебют - късометражния филм Ева. 2009 г. донесе още един късометражен филм Ню Йорк, I Love You. Освен че играе в него, тя сама пише и режисира една от историите.

Тя се появи и в драмата „Любов и други невъзможни преследвания“, чиято световна премиера беше на филмовия фестивал в Торонто през септември. През декември в американските кина излезе драмата „Братя“. В римейка на едноименния датски филм от 2004 г. Натали участва заедно с Джейк Гиленхал и Тоби Магуайър. Досега най-големият успех в кариерата й дойде с главната роля в психологическия трилър от балетната среда „Черен лебед“, режисиран от Дарън Аронофски.

Изобразяването на Нина Сайърс на потъващата лудост я превърна в ясната кралица на сезона на филмовите награди, когато тя доминираше в анкетите на филмовите критици в началото на 2010 и 2011 г. и спечели наградата за избор на критици, наградата на независимия дух, наградата на Гилдията на киноактьорите, Великобритания BAFTA, Златен глобус и Оскар. Тази година тя вече се появи в три филма - романтичната комедия Главно необвързваща, екшън фантазията Тор и приключенската фентъзи комедия Принц и Прудас, чиято словашка премиера е обявена на 23 юни. Натали се занимава с опазване на околната среда от дете и като „любител на животните“ е вегетарианка от осемгодишна възраст, а от 2009 г. е веган, след като прочете книгата на Jonathan Safran Foer „Яденето на животни“.

Тя обаче се отказа от тази строга диета, когато разбра, че очаква първото си дете. През 2004 г. той подкрепи предизборната кампания на демократите и няколко кампании за борба с бедността. Например тя присъства и на концерта на живо 8 във Филаделфия. През 2007 г. тя и Джак Хан посетиха Руанда, където направиха документалния филм „Горили на ръба“. На 27 декември 2010 г. тя обяви годежа си с хореограф от френски произход Бенджамин Милепие. Актрисата и солистка на Нюйоркския балет се запознаха по време на снимките на „Черният лебед“. Първото потомство на двойката трябва да се роди през лятото.