Née d'un père évoluant dans le monde du spectacle[1], Natacha Régnier fait ses études au collège Saint-Pierre à Uccle. Elle réussit le concours de l'INSAS à Bruxelles mais est exclue un an plus tard de cette formation au motif qu'elle ne serait pas faite pour être actrice[2]. Au même moment, elle tourne dans un court-métrage, ce qui lui permet d'être repérée par Pascal Bonitzer qui cherche une actrice pour son premier long métrage Encore[2].
En , le 19e festival du film de Brunswick (Allemagne) lui rend hommage en présentant huit de ses films. Le film Le Silence d'Orso Miret, dans lequel elle tient le rôle féminin principal, aux côtés de Mathieu Demy, y a en outre été présenté à l'occasion du prix Heinrich décerné par le public.
En 2011, Natacha Régnier endosse le rôle de Marina Tsvetaïeva dans Vivre dans le feu, dans le cadre d'une adaptation et mise en scène de Bérangère Jannelle des carnets de la poétesse russe[3]. Créé à Lorient[4], le spectacle est joué à Nantes[5] et à Paris au festival d'automne[6],[7], puis au Théâtre des Abbesses[8]. En 2014, elle interprète Haïm - à la lumière d'un violon, texte et mise en scène de Gérald Garutti, à Paris à la Salle Gaveau et en tournée en France, en Belgique et en Suisse.
La même année, elle rejoint la distribution de la série Marseille produite par Netflix. Elle tient le rôle de Jeanne Coste, première adjointe au maire de la ville de Marseille.
Elle est membre du Collectif 50/50 qui a pour but de promouvoir l’égalité des femmes et des hommes et la diversité dans le cinéma et l'audiovisuel[9],[10].
Vie privée
Natacha Régnier a été l'épouse du musicien et compositeur Yann Tiersen, qui a notamment écrit la chanson Rue des cascades dans la scène finale de La Vie rêvée des anges. Elle interprète des chansons dans son album L'Absente paru en 2001. Le 19 avril 2002, ils ont une fille, Lise Tiersen[2]. Depuis 2008, elle est mère d'une deuxième fille qu'elle a eu avec le photographe Guillaume Bounaud[11]. Elle réside à Paris[12].
Elle est en couple depuis 2018 avec le compositeur et fondateur de l'agence audio Start-Rec, Alexandre Jaffray.