Наталия была родом из благочестивой христианской семьи,. А вот замуж вышла за язычника - знатного и богатого юношу по имени Адриан. Супруги прожили вместе чуть больше года, когда начались гонения на христиан. В Никомидию прибыл император Максимилиан, и по его личному приказу 23 христианина были подвергнуты самым жестоким пыткам. Адриан поразился, с каким терпением мученики сносили испытания, и начал расспрашивать их о Боге. В результате он и сам уверовал в Христа. Тогда язычники схватили молодого мужчину и бросили его в темницу. Узнав об этом, Наталия поспешила к мужу. Вскоре Адриана предали лютым мучениям, а верная супруга до конца была при нем, ободряя его и укрепляя в вере. Скончался святой Адриан вместе с остальными мучениками в 304 году. Когда их тела начали сжигать, поднялась гроза и печь погасла, а нескольких палачей убила молния.

Тысяченачальник армии хотел жениться на Наталии, которая была еще молода и богата. Перед смертью Адриана Наталия просила его молиться, чтобы ее не заставили выйти замуж. Муж Адриан явился ей во сне и сказал, что вскоре она последует за ним. Так и случилось: Наталия скончалась на гробе своего мужа в пригороде Византии, куда его тело перенесли верующие.