Nació en México el 26 de Febrero de 1984. Desde que era muy pequeña se sentía atraída por la música ya que sus padres se dedicaban a ello; su madre es mexicana y pianista; su padre chileno es clavicembalista. A los tres años empezó a cantar y a los cuatro descubrió que quería ser artista. En su adolescencia tomó clases de pintura, música, piano, flauta, teatro, baile, guitarra, actuación, saxofón y canto.
En Coatepec Veracrúz, donde de pequeña vivió muchos años, al lado de su madre estudió música además de tener proyecciones artísticas. Le encantaba hacer imitaciones de Gloria Trevi, Alicia Villareal y de Garibaldi.
En 1998 fue parte del grupo Twist (un grupo sólo de mujeres) cantando canciones de amor. Pero se desintegraron al año de haber sido lanzado. Esto le sirvió a Natalia para decidir lo que quería hacer con su carrera artística; decidió prepararse más para lograr ser mejor artista.
Al convertirse en solista lanzó su primer disco llamado «Natalia Lafourcade» (2003), producido por Aureo Baqueiro y Loris Ceroni. Regresa en 2005 como Natalia y la Forquetina, grupo cuyo nuevo álbum se titula «Casa». Después del gran éxito que tuvo con su disco debut superando el Disco de Platino en México, «Casa» cuenta con 14 canciones y un bonus track, de las cuales 11 fueron producidas por Meme (tecladista de Café Tacuva); en conjunto produjeron la canción «Un pato», tema incluído en la película «Temporada de patos».
Después de una gira por México y Estados Unidos, el 2 de Junio de 2006 Natalia y la Forquetina anunciaron su separación para trabajar en proyectos diferentes. Tiempo después, La Forquetina volvió a juntarse, esta vez con un vocal diferente y conformaron Camper.
Por su parte Natalia Lafourcade se trasladó a Canadá para aprender inglés y regresó a México y comenzó a trabajar en «Las 4 estaciones del amor», su primer disco instrumental, editado en 2007.
En el año 2008 comenzó a grabar su cuarto álbum, el cual se titula «Uh, uh, uh» y es editado en 2009 bajo la producción de Meme (Café Tacvba) y la colaboración de Julieta Venegas. Su primer corte de difusión se titula «Ella es bonita».
En 2012 llega «Mujer divina – Homenaje a Agustín Lara». Esta producción cuenta con importantes colaboraciones, entre ellas la de Miguel Bosé en «Si no pueden quererte» y la de Kevin Johansen en «La fugitiva». Además participaron Adrián Dárgelos de Babasónicos en «Mujer divina»; Meme de Café Tacvba en «Limosna»; León Larregui de Zoe en «Imposible»; Gilberto Gil en «Farolito»; Vicentico en «Piensa en mí»; Jorge Drexler en «Oración caribe»; y muchos otros.
En 2015 Natalia Lafourcade se dispone a editar un álbum compuesto íntegramente por ella. Así, adelanta los sencillos «Hasta la Raíz» el 6 de enero y «Nunca Es Suficiente» el 10 de febrero. Luego le sigue «Para Qué Sufrir». El material se consigue a partir del 17 de marzo bajo el título «Hasta la Raíz».
