Natalie Dormer urodziła się w Reading, małym miasteczku w Anglii, 11 lutego 1982 roku. Od wczesnego dzieciństwa uczyła się baletu, jazzu oraz tańca współczesnego, które, jak się później miało okazać, przygotowywały ją do życia w showbiznesie. Wbrew nadziejom rodziny na przyszłość akademicką Natalie postanowiła przeprowadzić się do Londynu w wieku zaledwie 18 lat. W stolicy Anglii rozpoczęła studia w Webber Douglas Academy of Dramatic Art. Wkrótce wygrała rolę w filmie "Casanova", gdzie miała zagrać Victorię. W produkcji wystąpiły takie gwiazdy jak Heath Ledger czy Sienna Miller, jednak to nie poskromiło młodej aktorki. Natalie zrobiła tak duże wrażenie na Lasse Hallströmie, że reżyser rozwinął wątek Victorii, która początkowo miała być poboczną postacią. Prawdziwym przełomem w karierze Dormer była kreacja Anny Boleyn, drugiej żony króla Henryka VIII, w serialu "Dynastia Tudorów". Dwa sezony tej popularnej wśród widzów Showtime serii wystarczyły, by Natalie otrzymała przepustkę do Hollywood. Kolejną ważną dla jej kariery rolą była postać Margaery Tyrell w "Grze o tron". Występ w tym amerykańskim serialu fantasy zapewnił jej rozpoznawalność na całym świecie