Après des études de philosophie, Nathalie Burel devient enseignante.
Elle a publié aux éditions Perséides des recueils de nouvelles (La vie ne sera plus pareille, 2004 ; Je suis un phasme, 2005) et un roman (Les Cibles disponibles, 2006). En mars 2013, un nouveau recueil de nouvelles est paru : Bigger Than Life. Roman noir et à la limite du polar, ses écrits sont souvent des faits divers ancrés dans un quotidien presque silencieux.
Nathalie a également collaboré à des ouvrages collectifs sur le sport sous la direction de François Bégaudeau (Le Sport par les gestes, Calmann-Levy, 2007, et La Politique par le sport, Denoël, 2008) et sous la direction de Maylis de Kerangal et Joy Sorman (Femmes et sport, Hélium, 2009).
En 2008, elle fonde la compagnie de théâtre Josselin Pariette avec le danseur et comédien Olivier Férec. Leurs trois premières créations visitent le genre burlesque en mêlant danse et boxe.
Depuis 2010, elle travaille à la création radiophonique avec le musicien Gaël Desbois sous le nom de Megabel
En 2011, elle met en scène le travail du chorégraphe Franck Picart dans le cadre des Créatives (spectacle pour et avec des femmes en réinsertion professionnelle),
En 2012, elle dirige un ouvrage collectif, livre-disque, avec des auteurs et plasticiens (Comme un monstre, Editions Goater).
Elle réalise une résidence d’écriture au Havre dans le cadre du salon littéraire Le Goût des Autres. Elle a travaillé avec le chorégraphe Alain Michard et la danseuse Catherine Legrand pour l’association Danse à tous les étages.
En 2014, sortent un nouveau recueil de nouvelles (Bigger than Life, édition Les Perséides) et une nouvelle en 2015 (Le Baiser du vainqueur in Maillot Noir, recueil de nouvelles de Calibre 35, Goater Noir).
En 2016, paraît Stella (Goater Noir), roman âpre qui s'éloigne du noir mais révèle un monde tragique et des vies sans issues.
