Nathalie Van Tongelen commence sa carrière à Paris par le théâtre (Muses orphelines de M-M Bouchard, Le songe d'une nuit d'été de Shakespeare, Une fille drôlement gonflée de R. Cooney, ...) et reçoit plusieurs prix d'interprétation. Au cinéma, elle voyage entre la France et la Belgique tout en variant les genres. On la retrouve aussi bien dans des drames (Le Fidèle de Michaël R. Roskam, Rose Piment de Cédric Malzieu) que dans la comédie (L'école est finie de Anne Depetrini, Populaire avec Romain Duris) et même dans l'horreur (Making off). C'est également la présentatrice principale de la chaîne belge pour les enfants Studio 100 TV.