Nathalie Bécue a reçu sa formation au Conservatoire de Versailles puis au Conservatoire National d’Art Dramatique de Paris auprès de Jean-Paul Roussillon et Antoine Vitez. En 1982, elle reçoit le Prix de la révélation de l’année du Syndicat de la Critique.

Elle rentre comme pensionnaire à la Comédie-Française où elle joue notamment avec Jacques Rosner (L’école des femmes, La critique de l’école des femmes, Yvonne, princesse de Bourgogne), Jean Bouchaud (Victor ou les enfants au pouvoir), Jean-Pierre Lucet (Le mystère de la charité de Jeanne d’Arc), Félix Prader (Oncle Vania) et Catherine Hiegel (Les femmes savantes).

Nathalie Bécue a joué également dans des mises en scène de Aurélien Recoing (Exilés de mémoire), Jean-Hugues Anglade (Scènes de chasse en Bavière), Philippe Adrien (La funeste passion du professeur Forenstein), Denis Guénoun (La levée), Jacques Nichet (Le magicien prodigieux), Félix Prader (Homme et galant homme), Eloi Recoing (La famille Schroffenstein), Lluis Pasqual (Les estivants), Stuart Seide (La tragique histoire de la vie et la mort du docteur Faustus), Claude Yersin (Hudson River, un désir d’exil).

Prix Georges Lerminier du Syndicat de la critique pour Le Courage de ma mère de George Tabori, mise en scène de C. Yersin, 2000.

Elle adapte Synge et crée Bourrasque.

Lauréate en 2012, de la fondation Charles Oulmont pour L'Apprentie sage-femme.

On a pu la voir souvent à la télévision et au cinéma, notamment dans Ça commence aujourd’hui de Bertrand Tavernier, Stabat mater de Dominique Boccarossa, Choc en retour, de Roch Stéphanik.

Elle enseigne au conservatoire Darius Milhaud, Paris 14ème et au Conservatoire national d’Art dramatique.