Natalie Imbruglia nasce il 4 febbraio del 1975 a Sydney, in Australia. A 5 anni studia danza, a 13 inizia a prendere lezioni di canto e, successivamente, anche di recitazione.

Abbandona presto gli studi (non termina il liceo) ed a 16 anni inizia a lavorare per la televisione: qualche spot pubblicitario, poi la soap opera australiana "Neighbours", che ne decreta il successo.

Nel 1994 lascia l'Australia per trasferirsi a Londra, dove non ottiene l'accoglienza sperata. Decide allora di scrivere canzoni: nel 1996 firma un contratto con la RCA e l'anno successivo esce l'album d'esordio "Left Of The Middle", che vende oltre 6 milioni di copie grazie a brani come "Torn", "Wishing I Was There", "Big Mistake" e "Smoke".

Segue un lungo tour mondiale, poi il silenzio per quasi tre anni. Nel 2001 Natalie torna con il suo secondo album "White Lilies Island", che prende il nome dall'isola sul Tamigi dove lei abita. Il singolo di lancio è "That Day". Nello stesso anno partecipa alla colonna sonora del film "Y Tu Mamà También", l'anno successivo a quella di "Mr Deeds".

Nel 2002 diventa testimonial per L'Oreal, mentre il 2003 la vede interpretare il ruolo di agente segreto accanto a Rowan Atkinson e John Malkovich nel film "Johnny English".

Il suo nuovo lavoro discografico australiana vede la luce finalmente nell'aprile del 2005 con il titolo "Counting Down The Days". Il disco è anticipato dall'uscita del singolo "Shiver".

Nel 2006 la Imbruglia è impegnata diversamente con "Il Fondo dell'ONU per i Popoli" (UNFPA) per combattere la fistula. Nelle diverse interviste ha tranquillizzato i fan informandoli che sarebbe tornata a pubblicare album e, se il caso, dei film come attrice.

Il 10 settembre 2007 esce la sua prima raccolta, Glorious: The Singles 1997-2007.

Il 10 novembre 2007 esce nelle sale italiane il film d'animazione “Winx, Il Segreto del Regno Perduto” di Iginio Straffi con come protagoniste le famose fatine ormai celebri anche nel mondo. Natalie accetta di scrivere e cantare il tema principale per il film, "All The Magic". La canzone viene poi inserita nella colonna sonora originale della pellicola pubblicata da Epic Sony.

Il nuovo album (il quarto di studio) è stato confermato per il periodo estivo del 2008.