리옹에서 태어난 나탈리 드세이는 보르도에서 자랐습니다. 처음에는 무용수가 되기를 꿈꿨으나, 이후 보르도 음악원에서 연기와 노래를 공부했습니다. 그녀는 놀라운 속도로 발전하여 5년 치 학업을 단 1년 만에 마치고 20세에 1등 상으로 졸업했습니다. 1989년, 툴루즈의 카피톨 극장 합창단에서 잠시 활동한 후, 프랑스 최초의 Concours des Voix nouvelles에 참가해 2등 상을 받았습니다.
1992년 파리 오페라 바스티유에서 로만 폴란스키 연출의 오펜바흐 호프만 이야기에서 첫 올림피아 역을 맡았습니다. 다음 해에는 비엔나 국립 오페라에서 Die Entführung aus dem Serail의 블론드첸 역으로 초청받았습니다. 1993년에는 재건된 리옹 오페라의 개막 공연에서 올림피아 역을 맡았으며, 2001년까지 밀라노 라 스칼라 데뷔를 포함해 8개의 다른 무대에서 이 역할을 수행했습니다. 1990년대에는 에익스 앙 프로방스에서 밤의 여왕, 제네바에서 햄릿의 오필리, 비엔나에서 Die schweigsame Frau의 아민타, 뉴욕 메트 데뷔작인 Arabella의 피아커밀리, 이어서 올림피아와 제르비네타, 오페라 코미크에서 라크메, 리옹에서 오펜바흐 지옥의 오르페의 에우리디체, 파리에서 헨델 알치나의 모르가나와 스트라빈스키 종달새의 주역을 맡았습니다. 이 공연들의 지휘자는 피에르 불레즈, 제임스 레바인, 제임스 콘론, 윌리엄 크리스티, 마르크 민코프스키 등이었습니다.
또한 로랑 펠리와도 작업했으며, 특히 1997년 지옥의 오르페에서, 도니체티의 La Figlia del Reggimento의 마리 역을 처음 맡았고, DVD로도 녹화된 펠레아스와 멜리장드(2009)에서도 함께 했습니다.
2009년에는 산타페에서 비올레타 역, 가을에는 파리 오페라에서 무젯타 역으로 첫 무대를 가졌습니다. 2010년에는 파리에서 La Sonnambula의 새로운 프로덕션이 그녀를 위해 준비됩니다. La Sonnambula에서의 첫 출연은 2004년 로잔, 보르도, 라 스칼라, 비엔나(후안 디에고 플로레스와 함께)에서 이루어졌으며, 아미나 역 해석은 2006년 11월 리옹에서의 콘서트 공연 중 녹음되어 2007년 가을 Virgin Classics에서 발매되었습니다.
2006년에 발매된 2장의 CD와 DVD 컴필레이션 Le Miracle d’une voix는 큰 성공을 거두어 25만 장 이상 판매되었으며, 그녀의 가수이자 배우로서의 능력을 모두 담고 있습니다.
가장 최근에 발매된 앨범 Clair de Lune에는 필립 카사르가 피아노를 연주한 드뷔시의 멜로디가 수록되어 있습니다. 2012년 가을에는 에마뉘엘 하임 지휘 아래 파리 오페라에서 공연된 헨델의 줄스 세자르가 DVD로 출판되었습니다.
그녀의 주요 역할 대부분은 Virgin Classics에서 녹음된 DVD로도 이용 가능합니다.
