2004年5月3日，娜塔莎·貝丁菲爾德發行個人首支單曲《Single》從而正式出道，該曲登上英國官方單曲榜季軍；8月16日，發行單曲《These Words》，該曲登上英國官方單曲榜冠軍。9月6日，發行首張錄音室專輯《Unwritten》，收錄了《Silent Movie》《We're All Mad》《Frogs & Princes》等歌曲，該專輯登上英國官方專輯榜冠軍；該專輯被英國唱片業協會認證為“三倍鉑金唱片”，全英銷量超過1百萬張；還被美國唱片業協會認證為“黃金唱片”，全美銷量超過50萬張。9月29日，發行單曲《Unwritten》，該曲登上英國官方單曲榜第6名，還登上美國公告牌百強單曲榜第5名。2005年，提名第25屆全英音樂獎“最佳突破新人”“英國最佳女歌手”等獎項；4月4日，發行單曲《I Bruise Easily》，該曲登上英國官方單曲榜第16名。2006年，憑藉單曲《Unwritten》提名第49屆葛萊美獎“最佳流行女歌手”獎項。
2007年3月12日，娜塔莎·貝丁菲爾德發行個人單曲《I Wanna Have Your Babies》，該曲登上英國官方單曲榜第7名；4月，發行第二張錄音室專輯《N.B.》（北美版本名為《Pocketful of Sunshine》），收錄了《Say It Again》《Tricky Angel》《Not Givin' Up》等14首歌曲，該專輯登上英國官方專輯榜第9名。5月，擔任賈斯汀·汀布萊克的“FutureSex/LoveShow”世界巡迴演唱會的表演嘉賓；7月1日，在英國倫敦溫布利體育場舉辦的黛安娜王妃紀念音樂會表演歌曲《Unwritten》。7月2日，發行個人單曲《Soulmate》，該曲登上英國官方單曲榜第7名。2008年，發行個人單曲《Pocketful of Sunshine》，該曲登上美國公告牌百強單曲榜第5名。2009年，與肖恩·金斯頓合作的《Love Like This》提名人民選擇獎“最佳合作”獎項；同年，入選美國電視娛樂頻道E-entertainment channel評選的“全球最性感的25位流行歌手”名單，位列第23名。
2010年5月18日，娜塔莎·貝丁菲爾德發行個人單曲《Touch》。同年，參與妮琪·米娜的錄音室專輯《Pink Friday》中《Last Chance》一曲的錄製。2010年12月31日，登上在美國紐約舉辦的“迪克·克拉克的新年搖滾之夜”跨年演唱會。2011年，發行第三張錄音室專輯《Strip Me》（歐洲版名為《Strip Me Away》），收錄了《Weightless》《Neon Lights》《No Mozart》等13首歌曲。同年，發行個人單曲《Shake Up Christmas》。此外，她還舉辦了娜塔莎·貝丁菲爾德“Less Is More”美國巡迴演唱會。2014年，為迪士尼電影《小叮噹與海盜仙子》演唱主題曲《Who I Am》。2015年，與Philosophy Skin Care合作發行了單曲《Hope》。2016年3月，發行個人單曲《Unicorn》；2017年，為迪士尼電影《魔發奇緣：幸福前奏》演唱插曲《More of Me》。2019年，發行第四張錄音室專輯《Roll with Me》，收錄了《Roller Skate》《Can't Let Go》《Sweet Nothing》等14首歌曲。2020年，為啟蒙卡通片《動物王國大冒險》演唱主題曲《Together In This》。2022年，參加英國綜藝節目《蒙面歌王》。
