По окончании школы шестнадцатилетняя Ноздрина, уже два года выступавшая на сцене, прошла конкурс в ГИТИС на курс мастера О. Л. Кудряшова. Сразу после выпуска Наталья присоединилась к труппе театра «Et Cetera» под руководством А. Калягина. Здесь она сыграла Анну в брехтовских «Барабанах в ночи», бывшую циркачку Олю в спектакле «Конкурс» и пятнадцатилетнюю Науль в постановке пьесы Важди Муавада «Пожары». Кроме того, актриса выступала на сцене Центра драматургии и режиссуры А. Казанцева и М. Рощина в спектакле «С любимыми не расставайтесь», где исполняла сразу несколько ролей. Успевала актриса играть и на подмостках Театра Наций: в комедийной постановке чеховской «Шведской спички», в «Рассказах Шукшина» и в «Снегирях». В 2006 году Ноздрина была удостоена премии «Золотой лист» за лучшую женскую роль в студенческом спектакле «Троянки», где актриса престала в образе Кассандры.
В 2004 году началась карьера Натальи в кино. Ее дебютной работой стала эпизодическая роль в криминальной драме «Наваждение». Новые предложения не заставили себя долго ждать: в 2005-м вышла картина «Там, где кончается детство», а ещё через год — музыкальная социальная драма «Была не была». Сразу после этого Наталья получила роль подруги главной героини в фильме «Жизнь врасплох» (2007). В 2009-2011 годах Ноздрина играла Люсю в ситкоме «Два Антона», а параллельно снималась в сериалах «Грязная работа» и «Доктор Тырса». В 2011-м Наталья впервые получила главную роль в телепроекте «Папаши», где сыграла девушку Настю, живущую с двумя отцами: приёмным и родным.
Сейчас Наталья Ноздрина проживает в Москве, продолжает играть на сцене и сниматься в кино, главным образом в комедиях. Одной из ее последних работ стала приключенческая лента «Билет на Vegas» (2012).
