Nacida como Natalia Vladimirovna Glebova nació en Tuapse, Rusia. Sabe tocar piano clásico y además ha ganado varios concursos regionales de gimnasia. Previo a la competición en Miss Universo, Glebova trabajó como modelo y obtuvo su Licenciatura de Administración en Comercio en Información Tecnológica en la Universidad de Ryerson en Toronto.
También trabajó como vocera motivacional para estudiantes de secundaria. Antes del concurso de Miss Universo, Natalie viajó a Colombia, país en cual realizó su preparación para el evento. Viajó también a la costa Atlántica de Nicaragua donde realizó un proyecto de trabajo dental, para comunidades necesitadas, de este viaje filmo secuencias para realizar su vídeo montaje que aparecería después en el concurso. Actualmente Glebova vive en Tailandia y está casada con Paradorn Srichaphan.
La pareja, que se conoció en 2006 durante el Abierto de Tenis de Tailandia, realizó su compromiso en abril de 2007 y se casaron el 29 de noviembre de 2007 en Bangkok, Tailandia. Desde febrero de 2011 la pareja vivía separada y en marzo de 2011 anunciaron su separación, La pareja dijo en un comunicado de prensa que ‘en los últimos años, las responsabilidades y el trabajo llevó nuestra vida de casados en una dirección diferente. Sin embargo, aún hay afecto entre nosotros y seguimos siendo buenos amigos’, dijo la pareja.
El ex número nueve del ranking mundial de tenis y la beldad canadiense han lanzado productos de belleza, suplementos de dieta y el restaurante de Bangkok juntos. En 2008, Glebova fue parte del programa The Amazing Race Asia 3 y fue compañera de Pailin Rungratanasunthorn. Representaron a Tailandia y se quedaron en octavo lugar en el concurso.