Родилась 7 июня 1986 года в городе Сызрань (Поволжье). В 1993 г. в возрасте семи лет поступает в музыкальную школу по классу фортепиано. Маленькая Наташа особой любви к занятиям не проявляла и через год музыкальное образование пришлось прекратить, не научившись даже нотной грамоте. В детстве Наталья была подвижной и энергичной девочкой: посещала множество школьных кружков, от шахмат до балета, и принимала участие во всевозможных потасовках с мальчишками. Впоследствии семья Ионовых переезжает жить в Москву. Первый кинематографический опыт Наталья получила, снимаясь в детском журнале «Ералаш», затем были небольшие роли в клипе Юры Шатунова и в фильме «Триумф». До 9 класса включительно (до 2001 года) Наташа учится в московской средней общеобразовательной школе № 308 (м. Алексеевская, СВАО). В 2001 году переводится на дневное отделение в московскую вечернюю сменную школу № 17 (м. Алексеевская, СВАО), в которой учится два года - 10 и 11 классы. В 2002 году Наташа знакомится с продюсером Максом Фадеевым, который организовывает группу «Глюк’OZA», где Ионовой отводится роль солистки. Проект «Глюкоза», благодаря необычной компьютерной обработке голоса Натальи и незатейливости мелодий, быстро набирает популярность. В 2003 году Ионова заканчивает школу. В том же 2003 году на экраны выходят анимационные клипы на песни «Ненавижу» и «Невеста», которые моментально становятся лидерами хит-парадов. Бойкая девочка Глюкоза с доберманом (анимированные персонажи, выполненный с помощью техники 3D-анимации) становятся визитной карточкой группы. Весной этого же года выходит дебютный альбом певицы «Глюк’oza nostra». Летом 2006 года Наталья выходит замуж за топ-менеджера "ОАО РАО «ЕЭС России»" Александра Чистякова. Весной 2007 года у Александра и Натальи родилась дочь, которую назвали Лидой (в честь Наташиной бабушки Лидии). Сейчас Наталья занимается воспитанием дочери и пасынка (сына Александра от предыдущего брака) в своей московской квартире на проспекте Мира (м. Проспект Мира, СВАО), и хочет завершить начатое когда-то музыкальное образование.