Natalie Cole urodziła się w 1950 roku w rodzinie Nata "Kinga" Cole'a i Mary Hawkins Ellington. Ojciec był słynnym wokalistą, matka śpiewała w orkiestrze Duke'a Ellingtona. Od wczesnej młodości wyeksponowana była na muzykę jazzową, bluesową i soulową. Karierę rozpoczęła w wieku 11 lat, gdy zaśpiewała na "świątecznej" płycie swojego ojca.
Zadebiutowała w 1975 roku albumem "Inseparable". Kolejne krążki podbijały listy przebojów r’n’b. W 1987 roku, po sukcesie coveru piosenki Bruce'a Springsteena "Pink Cadillac", Cole zdecydowała się zmienić stylistykę – porzuciła brzmienie soul, zmierzając w kierunku muzyki popularnej.
W 1991 roku do sklepów trafił najpopularniejszy krążek w karierze Cole, "Unforgettable... With Love", na którym wokalistka zaśpiewała piosenki rozsławione przez jej ojca, jak "Mona Lisa", "Smile" czy "Nature Boy". Album sprzedał się w nakładzie ponad 7 mln egzemplarzy, zdobywając dla piosenkarki trzy nagrody Grammy m.in. w kategorii album roku.
W 2000 roku ukazał się biograficzny film "Livin' for Love: The Natalie Cole Story" w reżyserii Roberta Townsenda (w rolę piosenkarki wcieliła się Theresa Randle) a także autobiografia "Angel on my Shoulder", w której piosenkarka opisuje swoje uzależnienie od narkotyków, a także długotrwały odwyk.
Ponadto kontynuowała wydawanie dobrze sprzedających się albumów, utrzymanych w konwencji piosenek popowo-jazzowych. W 2008 roku nagrała płytę "Still Unforgettable", na której wykonywała utwory nie tylko ojca, ale także innych słynnych wokalistów, m.in. Franka Sinatry.
