Наталия родилась в Суррее (Англия) 1 ноября 1984 года. Ее родители испанцы, поэтому она говорит и по-испански. В детстве девочка играла в театральной студии, а ее кинодебют состоялся в 2002 году в семейной мелодраме режиссеров Криса и Пола Вайц «Мой мальчик» с Хью Грантом. Главные роли Наталия Тена сыграла в постановках «Gone to Earth» в 2004 году и «Nights at the Circus» в 2006 году.
В 2005 году юная актриса снялась в одном из эпизодов сериала «Врачи» в роли Эми Эмерсон. В этом же году девушка перевоплотилась в Пегги в комедийном фильме «Миссис Хендерсон представляет» режиссера Стивена Фрирза, эта картина также была кинодебютом Уилла Янга, победителя британского проекта «Pop Idol». А в 2006 году Тена получила роль Веры в фильме Джона Ирвина под названием «Изящное искусство любви», а также появилась в эпизоде «Mirrorbal» сериала «После смерти».
Но мировая известность к Наталии Тене пришла после съемок в фильме «Гарри Поттер и Орден Феникса» в 2007 году. Эту роль она повторила в продолжение картины «Гарри Поттер и Принц-полукровка», «Гарри Поттер и Дары смерти» Часть 1 и 2. Девушка утверждает, что решение принять участие в прослушивании было спонтанным, выпив бокал красного вина, она поехала на прослушивание на велосипеде и, зайдя в зал, наткнулась на стол и стул, создав впечатление неуклюжей девушки, что, как оказалось, и является характерной чертой ее героини Нимфадоры Тонкс.
В 2008 году Тена появилась в итальянском англоязычном фильме «Лекция 21» в роли Томсон.
После съемок во второй части фильма «Гарри Поттер и Дары смерти», Наталия Тена сыграла роль Рошаль в экранизации романа французского писателя Ги де Мопассана «Милый друг», премьера которого назначена на октябрь 2011 года.
Кроме того, актриса снялась в трех эпизодах сериала «Игра престолов» в роли Оши.
