Diplômée de l'Ecole Nationale Louis Lumière, Nathalie Durand travaille depuis de nombreuses années en cinéma documentaire et de fiction. Après une quinzaine d'années en tant qu'assistante opérateur sur plus de 30 long-métrages, elle accompagne maintenant les réalisatrices et réalisateurs en qualité de directrice de la photo sur leurs films. Alternant les films de fiction, les documentaires, les clips, son travail n'a cessé de se nourrir de ces diverses collaborations. Le film de Xavier Legrand, « Jusqu’à la garde » qu’elle a photographié a reçu le César 2019 du Meilleur Film.
Membre de l'association des chefs opérateurs AFC, elle intervient régulièrement dans les écoles de cinéma à la Femis, à la Cinéfabrique et à l'ENSLL.