Наталья Петрожицкая родилась в Москве. Окончила Московскую консерваторию и аспирантуру. В 2002–2005 гг. выступала в спектаклях Оперной студии при Консерватории, где исполнила партии Татьяны («Евгений Онегин»), Донны Эльвиры («Дон Жуан»), Графини, Марцелины («Свадьба Фигаро»), Гориславы («Руслан и Людмила»), Мими («Богема»). Лауреат международных и всероссийских конкурсов.
С 2006 года – солистка Московского академического Музыкального театра имени Станиславского и Немировича-Данченко, на сцене которого пела партии Наташи Ростовой («Война и мир»), Леоноры («Сила судьбы»), Антонии и Джульетты («Сказки Гофмана»), Микаэлы («Кармен»), Софи («Вертер»), Ганны Главари («Веселая вдова»), Алкивиада («Кафе “Сократ”») и другие ведущие роли. Принимала участие в гастролях театра в Италии, Нидерландах, Китае. С концертными программами гастролировала в Греции, Болгарии, Латвии, Японии, на Украине и на Кипре. Участвовала в исполнении оперы «Сорочинская ярмарка» Мусоргского с Государственной академической симфонической капеллой России под руководством Валерия Полянского.
Выступала на многочисленных фестивалях, в том числе – памяти Прокофьева в Москве, имени А. Д. Сахарова в Нижнем Новгороде, имени М. Д. Михайлова в Чебоксарах, Пушкинский фестиваль оперного и балетного искусства «Болдинская осень» в Нижнем Новгороде, Собиновский музыкальный фестиваль в Саратове, Байкальский рождественский фестиваль в Улан-Удэ, Фестиваль классической музыки в Салацгриве (Латвия), фестиваль камерной музыки «Ирина Кандинская и “Персона” приглашают» в Тольятти, Левитановский фестиваль в Плесе, имени Шостаковича в Кургане, «Три века – три пространства – три композитора» в Мелихове, Книжный фестиваль «Красная площадь» в Москве, Летний книжный фестиваль в парке «Черное озеро» в Казани, Artissimo в Юрмале (Латвия), фестиваль камерного искусства в Костомукше.
Вместе с певцом Дмитрием Зуевым и пианисткой Антониной Кадобновой представила ряд концертных программ с музыкой эпохи барокко, романсами русских композиторов, сценами из оперы «Евгений Онегин», песнями о Великой Отечественной войне и др. Приняла участие в записи компакт-диска «Чайковский. Романсы» («Мелодия», 2014).
