Наталья Ткаченко родилась 7 июля 1972 года в Ленинграде. После школы она поступила в медицинское училище, но довольно быстро осознала, что ошиблась с выбором профессии и забрала документы. «Мне кажется, что в определенный момент Кто-то понял, что я веду неправильный образ жизни и стал меня направлять», – поделилась впоследствии актриса. Выдающиеся вокальные данные побудили ее пойти к репетитору по пению. Но преподаватель оказался честным и прямолинейным, заявив, что едва ли из нее получится успешная певица. Зато он посоветовал девушке поступить в театральный вуз. Наталья сдала экзамены в Санкт-Петербургскую Государственную Академию Театрального Искусства «Мне просто дали фору, возможность попробовать свои силы. Я не могу сказать, будто в какой-то момент поняла, что театр – это мое, но мне настолько стало интересно! Я, как сумасшедшая, не пропускала практически не одного занятия. Все, что касалось профессии, я слушала с открытым ртом. Я думаю, что то, чему учит театральный институт, надо преподавать в общеобразовательных школах. Чтобы человек гармонично ощущал себя в жизни, умел свободно говорить, правильно "махать руками", ходить. Я начала учиться в "преклонном возрасте", в 20 лет поступила в институт, в 25 закончила, в 26 –27 пришла в театр. Мне театр помог узнать себя, сознательно уйти от предыдущей жизни к новой», – рассказывала Ткаченко.
Сразу после выпуска Наталью пригласили в Театр Комедии имени Н. П. Акимова. В кино она дебютировала спустя два года после окончания вуза. В 2000-ом Ткаченко предстала супругой Макарова в телесериале «Агент национальной безопасности 2» (2000), а затем сыграла сестер-близнецов в другом заметном проекте «Тайны следствия» (2001-2012). Начав с популярных сериалов, Наталья продолжила активное шествие по телеэкранам, отдавая предпочтение мелодраматическим историям. Первую крупную роль Ткаченко получила только спустя пять лет. В 2006 году она снялась в мини-сериале «Коллекция», посвященном мужественным сотрудникам ФСБ, расследующим запутанные дела. Тогда же 32-летняя актриса закрепила свою популярность участием в телепроектах «Прииск» (2006) и «Защита Красина» (2006). Весь год Ткаченко перемещалась с площадки на площадку, появляясь, как правило, в эпизодах («Литейный 4», «Ментовские войны 5», «Морские дьяволы. Судьбы», «Бомж», «Цвет пламени», «Порох и дробь» и др.).
На театральном поприще Наталье удалось добиться более значительного успеха. С 2005 года она выступала на сцене петербуржского театра «Приют Комедиантов», где воплощала выдающихся героинь, например, Стеллу в пьесе «Трамвай "Желание"» и Хестер Коллер в постановке «Глубокое синее море». «Каждая моя роль приходит ко мне как раз в тот момент, когда она и должна прийти. Я живу параллельно с моими персонажами. И "Влюбленные", и "Деревенская жена" появились, когда я уже прожила подобный этап, или он мне предстоял. Когда мне был необходим покой, когда я уже устала дергаться, ко мне пришел "Яблочный вор". И я, вместе с моей героиней Аней Фоминой училась покою. Мне на самом деле трудно разделить, где я, а где мои персонажи, – поделилась актриса. – Сейчас мы репетируем "Кошку, которая гуляла сама по себе". Этот гениальный материал пришел именно в тот момент, когда у меня появился сын, когда ему уже надо давать азы: как общаться с людьми, что есть свобода…».
Вступив в брак, Наталья взяла фамилию мужа Бартева, поэтому иногда появляется в титрах под новым именем. Супруги воспитывают сына Егора.
