Natasha Wilona lahir pada 15 Desember 1998 di Jakarta, Indonesia. Ia merupakan anak bungsu dari dua bersaudara pasangan Didi Setiadi dan Theresia. Ia memiliki kakak perempuan, yaitu Claresta Frederica. Kedua orang tuanya sudah bercerai sejak ia masih berumur empat tahun. Natasha mengenyam pendidikan TK di Jakarta. Saat duduk di bangku TK, ia sempat mengikuti kontes model yang diselenggarakan untuk memperingati Hari Kartini. Natasha dan keluarganya berpindah ke Pekauman, Banjarmasin. Selama dua tahun menetap di sana, mereka mengontrak dengan biaya dua juta rupiah di sebuah gubuk berlantai dan berdinding kayu yang sudah bolong.

Natasha memulai karier aktingnya melalui film Summer Breeze pada tahun 2008. Dalam film tersebut, ia berperan sebagai versi kanak-kanak dari tokoh Reina yang dilakoni Chelsea Olivia. Pada tahun 2012, Natasha memulai debutnya dalam bermain sinetron melalui judul Yang Masih di Bawah Umur. Tahun 2013, Natasha berperan dalam sinetron Tendangan dari Langit the Series yang diadaptasi dari film Tendangan dari Langit arahan Hanung Bramantyo pada tahun 2011. Setelah itu, ia berperan dalam sinetron Fortune Cookies bersama Stefan William.

Pada tahun 2014, Natasha berperan dalam sinetron Ayah Mengapa Aku Berbeda yang diadaptasi dari novel Ayah, Mengapa Aku Berbeda? karya Agnes Davonar. Pada tahun yang sama, ia berperan dalam sinetron Catatan Hati Seorang Istri dan pada tahun selanjutnya, ia berperan dalam sinetron Sakinah Bersamamu. Masih pada tahun yang sama, ia bermain dalam sinetron Rajawali bersama Verrell Bramasta. Pada tahun tersebut pula, Natasha meraih popularitas setelah berperan sebagai Reva dalam sinetron Anak Jalanan, yang kembali memasangkannya dengan Stefan William. Pada akhir tahun tersebut, Natasha kembali tampil di film layar lebar, yakni bersama Andovi da Lopez dalam Relationshit.

Natasha juga dipasangkan dengan Stefan William melalui perannya sebagai Farah dalam film horor Rumah Pasung arahan Nayato Fio Nuala yang ditayangkan pada tahun 2016 dan di salah satu episode FTV TV Movie, yaitu Anita dan Anak Jalanan. Berkat kesuksesan sinetron Anak Jalanan, ia dinominasikan dalam sejumlah ajang penghargaan dan memenangkan beberapa di antaranya. Pada tahun 2017, Natasha berperan di sinetron Anak Sekolahan dan Mawar dan Melati. Ia kembali berada di puncak popularitasnya ketika berperan dalam sinetron Siapa Takut Jatuh Cinta. Natasha juga berperan dalam film Nini Thowok pada tahun 2018 dan sinetron Cinta karena Cinta pada tahun 2019. Pada tahun 2020, Natasha beradu akting dengan Al Ghazali dalam film Aku Tahu Kapan Kamu Mati.