Наталя Пасеницька народилася 25 вересня 1980 у місті Шепетівка Хмельницької області у сім’ї лікарів. Коли їй виповнилось два роки, сім’я переїхала до Києва, де Наталя закінчила середню школу 303 та музичну школу за класом віолончель та фортепіано.
У 1997 році вступила до КНУ ім. Тараса Шевченка на біологічний факультет. У 2002 році здобула ступінь магістра біології. Того ж року познайомилась з театром-студією імпровізації «Чорний Квадрат», захопилася акторським мистецтвом та вступила до акторської студії при цьому театрі.
У 2007 році Наталя вступила до Київського Національного університету театру, кіно і телебачення імені Карпенко-Карого на режисерський факультет у майстерню Олексія Одинця «Перспектива 7».
У 2012 році закінчила університет з відзнакою та зняла перший проект – серіал «Щоденник вагітної» (44 серії) для телеканалу К1.
За наступні 10 років Наталя зняла 11 проектів, зокрема: повнометражну стрічку «Сусідка» за сценарієм Ірени Карпи, короткометражний фільм «Без слів», короткометражний еротичний фільм «Порядна Львівська пані» за однойменною книгою Люби Клименко. За проекти «Без слів» та «Порядна львівська пані» здобула нагороди на міжнародних фестивалях.