Natasha Jane Richardson nasceu em Marylebone, Londres, Inglaterra, filha do diretor e produtor Tony Richardson e da atriz Vanessa Redgrave. Ela era irmã da atriz Joely Richardson, sobrinha dos atores Corin Redgrave e Lynn Redgrave, e neta dos atores Michael Redgrave e Rachel Kempson.
Treinado na Central School of Speech and Drama de Londres, Richardson atuou extensivamente no palco em papéis, incluindo "Helena" em "Sonho de uma noite de verão" e Ophelia em "Hamlet" no Young Vic. Em 1986, ela ganhou o Prêmio Revelação Mais Promissor da Crítica Dramática de Londres por sua atuação como "Nina" em "A Gaivota", com Vanessa Redgrave e Jonathan Pryce. Em 1987, ela interpretou "Tracey Lord" no musical de Richard Eyre, "High Society".
Natasha fez sua estreia no cinema como Mary Shelley em Gothic (1986), de Ken Russell. Sua atuação chamou a atenção do diretor Paul Schrader, que a escalou para o papel-título em Patty Hearst (1988). Natasha alcançou notável sucesso em filmes como A Month in the Country (1987) de Pat O'Connor, Fat Man and Little Boy (1989) de Roland Joffé e The Favour, the Watch and the Very Big Fish (1991), com Bob Hoskins e Jeff Goldblum. Por sua atuação em The Handmaid's Tale (1990) de Volker Schlöndorff e The Comfort of Strangers (1990) de Schrader, Richardson ganhou o prêmio The London Evening Standard de Melhor Atriz de 1990; e por Widows' Peak (1994), também estrelado por Mia Farrow e Joan Plowright, ela recebeu o prêmio de Melhor Atriz no Festival de Karlovy Vary de 1994.
Também em 1994, ela co-estrelou com Jodie Foster e Liam Neeson em Nell (1994) e, em 1998, em The Parent Trap (1998) com Dennis Quaid. Seus primeiros filmes dos anos 2000 incluem Blow Dry (2001), lançado em 2001, e Chelsea Walls (2001), de Ethan Hawke.
Natasha interpretou o papel-título de "Anna Christie", primeiro em Londres, onde foi eleita o Prêmio de Melhor Atriz da Crítica Dramática de Londres em 1992, depois na Broadway no Roundabout em 1993, onde foi indicada ao Tony de Melhor Atriz em um Play, um Theatre World Award de Melhor Estreia, o Outer Critics Circle Award de Melhor Estreia de uma Atriz e uma indicação ao Drama Desk de Melhor Atriz. Por sua atuação como Sally Bowles na produção de "Cabaret" de Sam Mendes, ela ganhou o Tony de 1998, Outer Critics Circle, Drama League e Drama Desk Awards de Melhor Atriz em Musical. Ela então apareceu na Broadway na peça de Patrick Marber, indicada ao Tony, "Closer". Em dezembro de 2009, ela pretendia interpretar "Miss Julie" na Broadway com Philip Seymour Hoffman, dirigido por David Leveaux para o Roundabout Theatre.
Os créditos de Richardson na televisão incluem "Ghosts" de Henrik Ibsen para a BBC, também estrelado por Judi Dench, Michael Gambon e Kenneth Branagh; o recurso a cabo da HBO, Hostages (1992); o filme da BBC de repente, no verão passado (1993), baseado na peça de Tennessee Williams, e também estrelado por Maggie Smith e Rob Lowe. Em 1993, ela estrelou como Zelda Fitzgerald no filme TNT Zelda (1993), co-estrelado por Timothy Hutton e dirigido por Pat O'Connor (indicação ao Cable Ace de Melhor Atriz). Ela interpretou Ruth Gruber na minissérie da CBS Haven (2001), baseada na autobiografia da Sra. Gruber.
Em março de 2009, Natasha morreu em um hospital da cidade de Nova York, após cair e receber um ferimento na cabeça enquanto esquiava em Mont Tremblant, Quebec, Canadá. Natasha foi casada com o ator Liam Neeson de 1994 até sua morte, e o casal tem dois filhos.
