Née Natalia Nikolaevna Zacharenko, de parents d’origine russe, le 20 juillet 1938 à San Francisco, Natalie Wood, célèbre pour ses rôles dans "La Fureur de vivre", "West Side Story" et "La Fièvre dans le sang", commence très jeune sa carrière d’actrice. Dès l’âge de 4 ans, elle fait une très brève apparition dans "Happy Land" (film pour lequel elle n’est pas créditée). Elle attire l’attention du réalisateur Irving Pichel, qui la choisit pour son film Demain viendra toujours. Alors qu’elle n’a que 7 ans, elle y donne la réplique à Orson Welles. Mais c’est son rôle dans Le Miracle sur la 34ème rue qui fait d’elle une véritable enfant star. Elle tourne ensuite dans près de 20 films alors qu’elle n’est encore qu’une petite fille.

A 16 ans, elle décroche son premier rôle de femme dans La Fureur de vivre. Ce film emblématique des années 50, l’un des premiers à exprimer les états d’âme de la jeunesse de cette époque, lui offre sa première nomination aux Oscars. Elle enchaine avec un petit rôle dans La Prisonnière du désert de John Ford, avec John Wayne et sa propre sœur, Lana Wood, également actrice. On retiendra également de cette époque les films Les Diables au soleil de Delmer Daves et La Fureur d'aimer d'Irving Rapper. Ce dernier connaitra un succès mitigé, tout comme Les Jeunes loups.

Sa carrière, qui connait un léger creux, est pleinement relancée grâce à La Fièvre dans le sang d’Elia Kazan. Natalie Wood y livre une de ses plus impressionnantes performances d’actrice, dans la peau d’une jeune femme tiraillée entre sa famille et sa passion pour Bud (Warren Beatty). Elle est à nouveau nommée aux Oscars. Puis, vient le classique de la comédie musicale, variation de "Roméo et Juliette", le film West Side Story, qui restera l’un de ses rôles les plus célèbres. Si elle est doublée pour les parties chantées, elle prête bien son brin de voix dans un autre film musical l’année suivante, Gipsy. Elle décroche une 3e nomination aux Oscars pour Une certaine rencontre, dirigé par Robert Mulligan. Elle y partage l’affiche avec Steve McQueen.

Peu après, elle tourne aux côtés de Robert Redford dans Daisy Clover et Propriété interdite, dont l’action a pour point commun de se dérouler pendant la grande Dépression. Après une pause de trois ans, Natalie Wood retrouve le chemin des studios en 1969 : elle interprète une femme libérée dans Bob et Carole et Ted et Alice, une comédie sur le thème de la libération sexuelle, qui remporte un certain succès au box-office.

A 30 ans à peine, Natalie Wood fait le choix de mettre sa carrière entre parenthèse pour se consacrer à sa vie de famille. Mariée trois fois, dont deux fois avec Richard Wagner, elle aura deux enfants, nés de deux unions différentes. On lui prête aussi beaucoup de relations, de Nicholas Ray à Elvis Presley, en passant par Steve McQueen et Warren Beatty. Elle tourne de temps à autre, mais essentiellement pour la télévision. Moins présente à l’écran, les propositions se font de fait moins nombreuses. Dans les années 70, elle ne participe qu’à deux longs métrages : Peeper de Peter Hyams et Meteor de Ronald Neame.

Natalie Wood meurt noyée le 29 novembre 1981, à l’âge de 43 ans dans des circonstances qui restent encore mystérieuses aujourd’hui. Son dernier film Brainstorm est sorti en salles deux ans après sa mort.