С детства Наталья Андрейченко мечтала стать балериной, но со временем заинтересовалась музыкой, спортом и литературой. Она собиралась поступать на филологический факультет МГУ, но вместо этого пошла в училище имени Щепкина, но не смогла сдать вступительные экзамены и решила попробовать поступить во ВГИК, где была зачислена на курс Сергея Бондарчука и Ирины Скобцевой.
Известность Андрейченко получила после роли в фильме «Сибириада» Андрея Кончаловского. Затем она снялась во многих советских картинах, таких как «Уходя, уходи», «Коней на переправе не меняют», «Инспектор Лосев», «Мэри Поппинс, до свидания!» и других.
Актриса была дважды замужем, однако, по ее словам, оба брака не сделали ее по-настоящему счастливой. После второго замужества Андрейченко пыталась начать карьеру в Западной Европе, но в 1999 году вернулась на родину. К слову, ее первым мужем был композитор Максим Дунаевский, от которого у нее родился сын Дмитрий. Позднее актриса снялась в фильме голливудского режиссера Ма