1979年，娜塔莎·雷昂出生于美国纽约州曼哈顿，是伊薇特·雷昂的女儿，她父亲是一个产品授权顾问，布鲁克林人，曾经是拳击推广员。 她的外祖父母是纳粹大屠杀的幸存者。雷昂成长在一个正统的犹太家庭，她的
1986年娜塔莎开始涉足表演，在电视系列剧《皮唯叔叔剧场》中扮演一个小角色。此后还出演了多部电影，但真正让她为观众熟知的，是1999年的《美国派》，这部青春性喜剧让她一举成名，2001年她继续出演了续集《美国派2》。此外还她出演了《啦啦队长》、《惊声尖笑2》、《刀锋战士3：三位一体》等等。
2012年，与贾森·比格斯合作出演的电影《美国派4：美国重逢》在美国上映。
2018年，与威尔·阿奈特、迪莉娅·谢帕德合作出演的电影《汪星卧底》在美国上映。
2019年，与希亚·拉博夫合作出演的电影《宝贝男孩》在圣丹斯电影节首映；2月1日，与伊丽莎白·阿什利合作出演的Netflix电视剧《轮回派对》开播。
娜塔莎·雷昂是犹太人。她的童年和家人在以色列度过，全家信奉犹太东正教。她的外公外婆都是犹太人大屠杀的幸存者。在父母离异之后，娜塔莎搬回纽约，和母亲、哥哥挤着住在只有一间卧室的公寓里。娜塔莎在纽约就读于当地的犹太私人学校，后来母亲搬到了迈阿密，娜塔莎也转学到了迈阿密的中学。