Natalia Avelon wurde am 29. März 1980 im polnischen Wrocław geboren. Im Alter von acht Jahren kam sie mit ihrer Familie nach Deutschland. Nach dem Abitur ging sie ihrer Begeisterung für Film und Fernsehen nach und studierte zunächst Theaterwissenschaft in München. Zu diesem Zeitpunkt hatte sie bereits für kleinere Werbefilme vor der Kamera gestanden. 2001 folgte ein erster Fernsehauftritt in 11 Episoden der Serie „Verbotene Liebe“.
Avelon erhielt in der Folge weitere Rollen und war in einigen Fernsehfilmen zu sehen. So trat sie in der kleinen Produktion „Zwei Engel auf Streife - Wodka auf Ex“ auf. Gastauftritte hatte sie zudem in „Marienhof“ und in einer Folge „Der Bulle von Tölz“. Außerdem ist sie Teil des Prologs der „Extra-Large“-Version des Kinofilms „Der Schuh des Manitu“. Während sie bis zu diesem Zeitpunkt nur in Nebenrollen aktiv war, trat sie in „Das wilde Leben“ zum ersten Mal als Titelfigur auf und verkörperte Uschi Obermaier. Im Kino war sie in den folgenden Jahren unter anderem in „Wunderkinder“ und „Es ist zu deinem Besten“ zu sehen. Parallel dazu ist Natalia Avelon als Musikerin aktiv. 2007 erreichte sie mit einer Neuauflage des Hits „Summer Wine“ den zweiten Platz in den deutschen Singlecharts.
Natalia Avelon gehört zum festen Ensemble von SWR3 LiveLyrix, mit dem sie vor allem im süddeutschen Raum tourt. 2021 ließ sie sich für das Cover des Playboy und eine darin abgedruckte Fotoserie ablichten. Sozial macht sie sich für mehr Offenheit mit dem Thema mentale Gesundheit stark. In Interviews verweist sie darauf, dass sie selbst Opfer eines sexuellen Übergriffs wurde.