Натасия Шарлотта Деметриу появилась на свет в столице Великобритании, ее детство прошло в северной части Лондона. Дата рождения актрисы неизвестна. Ее отец Сотирис был киприотом, он работал поваром. Мама являлась коренной англичанкой. Кроме того, у Натасии есть младший брат Джейми, который стал известным театральным и киноактером, проявил себя в качестве стендапера и писателя. У Деметриу есть также двоюродные братья и сестры в Греции.
Артистизм девочки был заметен уже в раннем возрасте. В школьные годы она вошла в состав юношеской труппы театра Chickenshed в Лондоне, изучала сценическое мастерство в университете Лидса. Получив среднее образование, девушка стала студенткой Бристольского университета, где приобрела степень бакалавра по направлению «Драматическое искусство».
В 2009 году Натасия основала свой юмористический проект Bristol Revunions, заслуживший симпатию публики и критиков. Кроме того, она постоянно выходила на театральные подмостки и даже попробовала себя в качестве сценариста.
Кинодебют актрисы на экране состоялся в 2015 году: она исполнила роль второго плана в многосерийной комедии «Ржавые копы». А широкую узнаваемость среди зрителей во всем мире Натасия приобрела после центральной роли в сериале «Чем мы заняты в тени», который вышел в 2019 году.
