A l'origine, Natalie Nougayrède voulait devenir médecin. "J'étais attirée par l'aventure de Médecins sans frontières, mais j'ai vite déchanté,
explique-t-elle à ses collègues. Finalement, je n'ai retenu que le "sans-frontières" et j'ai décidé d'être journaliste, pour voyager." Sortie du
Centre de Formation des Journalistes (Paris) en 1990, elle devient correspondante à Prague comme pigiste pour Libération, Radio France internationale et le service français de la BBC.
En 1993, elle s'installe à Tbilissi, en Géorgie, puis à Bakou, en Azerbaïdjan d'où elle couvre notamment l'Asie centrale et la Turquie. Après un court passage à Paris, en 1995, pour prendre la responsabilité de la rubrique "Portrait" dans Libération, elle repart à l'étranger en 1996. D'abord en Ukraine, puis en Russie, où elle est pigiste pour Le Monde. Elle signe son embauche définitive au quotidien du soir dès juillet 1997.
Après avoir couvert la guerre du Kosovo et le renversement du président serbe Slobodan Milosevic, elle est nommée correspondante du Monde à Moscou. Puis c'est la consécration en 2005, lorsqu'elle reçoit successivement le prix Albert Londres et le Prix de la presse diplomatique, récompensée pour sa couverture de la prise d'otages de Beslan et celle du conflit tchétchène.
Elle était depuis la correspondante diplomatique du Monde, mais plutôt que par diplomatie, c'est par sa franchise qu'elle s'est illustrée. A l'été 2008, après qu'elle ait publié une série d'articles très critiques vis-à-vis du ministre des Affaires étrangères de l'époque, Bernard Kouchner, elle se voit
boycottée par le quai d'Orsay. "Le point le plus marquant a été atteint, vendredi 29 aout (2008 - ndlr), lorsque Natalie Nougayrède a été expulsée, sur décision du cabinet du ministre, d'une réunion organisée par le Quai d'Orsay au Centre international Kléber, où se tenait la conférence annuelle des ambassadeurs" expliquait un article du Monde daté du jeudi 4 septembre 2008.