На экране Наталья Дворецкая дебютировала в фильме французского режиссера Софи Бартез “Could souls” с Полом Джаматти в главной роли. Поступив в Театральный институт имени Бориса Щукина при Государственном Академическом Театре имени Евг. Вахтангова на курс Малиновского, Наталья Дворецкая продолжала сниматься в различных фильмах и сериалах: «Литейный» (Лена), «Шпильки» (Наташа) и др. Играла в спектаклях своего учителя: «Апельсины из Марокко» (Катя Пирогова), «С любимыми не расставайтесь» (Беляева), «Осторожно женщины!» (Жаклин) и др. Телезрителям она также известна и как ведущая программы «Профессиональный выбор» на ТВЦ и ежедневной автомобильной рубрики «Тест-Драйв» на НТВ.
В 2012 году Наталья окончила институт. В этот год на экраны вышел целый ряд картин с участием актрисы. Среди наиболее заметных работ: Лера в сериале «Страна 03», Маша в сериале «Паутина-6».
В 2013 Наталья Дворецкая сыграла одну из главных героинь в сериале «Ясмин».