Elle était une princesse Paley et comtesse von Hohenfelsen, issue de la famille Romanov, l'ancienne dynastie régnante de Russie, contrainte à l'exil après la révolution.
Elle choisit de devenir mannequin et actrice après son départ de Russie. Grâce à sa beauté frappante et son élégance, elle devint célèbre dans l'industrie de la mode et du divertissement.
Natalie mena une vie glamour à Paris puis s'installa aux États-Unis, où elle continua sa carrière et fut connue sous le nom de Natalia Paley.