Натали Моралес родилась 15 февраля 1985 года в городе Кендалл, США. Посещала католическую школу Святой Агаты, прежде чем перейти в Юго-западную среднюю общеобразовательную школу и поступить в университет Доу Джонса в городе Майами на отделение журналистики.
Дебютировала Моралес в кинематографе в телесериале «C.S.I.: Место преступления Майами» в 2005 году, позднее сыграла специального агента Лорен Круз в первом сезоне «Белый воротничок». Ее первой главной ролью стала Венди Уотсон в сериале «Миддлмен», научно-фантастической адаптации одноименного комикса, единственный сезон транслировался по кабельному телеканалу ABC Family.
В 2010 году Натали начала играть подругу героя Азиза Ансари в ситкоме телеканала NBC «Парки и зоны отдыха», также появилась в фильме Оливера Стоуна «Уолл-стрит: Деньги не спят», продолжение его фильма 1987 года «Уолл-стрит».
На регулярной основе работала с 2013 года в одной из основных ролей сериала «Третья жена». Одной из последних ролей стало участие в комедийном телесериале канала FOX «Дробилка» с Робом Лоу и Фрэдом Сэвэджем в главных ролях.
Моралес также играла и выступила в качестве исполнительного продюсера в пилотном выпуске ситкома «Бросившие курить», официальном выборе третьего ежегодного независимого телевизионного фестиваля ITVFest в городе Лос-Анджелес в августе 2008 года.
Дробилка
Donna Bachler's A Homecoming
Третья жена
Халявщики
Служба новостей
Девочки
Правило шести месяцев
Плащ
The Time Machine
На расстоянии любви
Уолл Стрит: Деньги не спят
Роквилль, Калифорния
Boldly Going Nowhere
Белый воротничок
Парки и зоны отдыха
Беверли-Хиллз 90210: Новое поколение
Quitters
Посредник
C.S.I.: Майами