Ganadora de tres Globos de Oro (uno en la categoría de cine por “Rebelde sin causa”, otro en la categoría de televisión por la adaptación de “De aquí a la eternidad” y otro honorífico), debutó siendo una niña en películas como “El fantasma y la Sra. Muir” (1947) de Joseph L. Mankiewicz, aunque su primer papel importante lo obtuvo en “De ilusión también se vive” (1947) de George Seaton. De esa misma época es “La tierra prometida” (1949) de William D. Russell.
En los años cincuenta compaginó ambos medios. En la gran pantalla destacan sobre todo sus apariciones en “Rebelde sin causa” (1955) de Nicholas Ray y “Centauros del desierto” (1956) de John Ford. Por la primera recibió una nominación al Oscar y su primer Globo de Oro.
En los sesenta obtuvo sus mayores éxitos, gracias a cintas como “Esplendor en la hierba” (1961) de Elia Kazan (por la que volvió a ser nominada a la estatuilla dorada de Hollywood), “West Side Story” (1961) de Jerome Robbins y Robert Wise, “Amores con un extraño” (1963) de Robert Mulligan, “La carrera del siglo” (1965) de Blake Edwards o “Penélope” (1966) de Arthur Hiller.
En la siguiente década volvió a compaginar cine y televisión, destacando tan sólo en el film “El candidato” (1972) de Michael Ritchie.
Murió prematuramente en 1981, al caer de noche al agua desde su yate The Splendor (bautizado así en honor al largometraje que la consolidó como actriz, “Esplendor en la hierba”). El barco estaba fondeado frente a la isla de Santa Catalina, cerca de Los Ángeles y en aquellos días Natalie Wood terminaba el rodaje de "Brainstorm" en compañía de Christopher Walken, amigo del matrimonio de la artista con Robert Wagner y que se encontraba con ellos al ocurrir la desgracia.
Escena de "Rebelde sin causa"
Escena de "West Side Story"