Наталья Ионова родилась 7 июня 1986 года в городе Сызрань Куйбышевской области. В 1993 году, в возрасте семи лет поступила в музыкальную школу по классу фортепиано. Не любила заниматься и через год обучение музыке прекратилось. В детстве Наталья была подвижной и энергичной девочкой: посещала множество школьных кружков, от шахмат до балета, и принимала участие в потасовках с мальчишками. Впоследствии семья Ионовых переехала жить в Москву.
Первый кинематографический опыт Наталья получила, снимаясь в детском журнале «Ералаш», затем были небольшие роли в клипе Юры Шатунова и в фильме «Триумф». До 10 класса Наташа учится в московской средней общеобразовательной школе № 308. В 2001 году переводится на дневное отделение в московскую вечернюю сменную школу № 17 , в которой окончила 10 и 11 классы. В 2002 году Наташа познакомилась с продюсером Максом Фадеевым, который организовал группу «Глюк’OZA», где Ионовой отводится роль солистки.