Родилась 8 апреля 1986 г. в Смоленске.
В 2014 г. окончила Высшую школу физической культуры и спорта (ныне Институт рекреации, туризма и физической культуры) Балтийского федерального университета (БФУ) им. Иммануила Канта (Калининград). В дальнейшем обучалась в аспирантуре БФУ.
Спортивная карьера
В 1991 г. Наталья Ищенко начала заниматься синхронным плаванием в калининградском спорткомплексе "Юность" под руководством тренеров Людмилы Мизиной, Лады Степанович и Светланы Устюговой. В 14 лет переехала в Москву, где продолжила тренировки в Олимпийском центре водного спорта. Ее наставниками стали заслуженные тренеры России Татьяна Данченко и Елена Терновская.
В 2005 г. в Монреале (Канада) Наталья Ищенко стала чемпионкой мира по синхронному плаванию в групповых выступлениях и в комбинации. В дальнейшем на первенствах мира она завоевала 17 золотых медалей в различных видах программы, а также получила две серебряные медали.
В 2006 г. в Будапеште (Венгрия) стала обладательницей золота чемпионата Европы в сольных и групповых выступлениях, а также в комбинации. Впоследствии выиграла на европейских первенствах девять золотых медалей в различных видах программы. Также является двукратной серебряной медалисткой чемпионатов Европы.
Наталья Ищенко - пятикратная олимпийская чемпионка. В 2008 г. в Пекине (Китай) она в составе сборной России завоевала золотую медаль в групповых выступлениях на XXIX летних Олимпийских играх. В 2012 г. в Лондоне (Великобритания) на XXX летней Олимпиаде стала победительницей в групповых выступлениях, а также в выступлениях дуэтов (вместе со Светланой Ромашиной). В 2016 г. в Рио-де-Жанейро (Бразилия) повторила это достижение на XXXI летних Олимпийских играх.
В 2017 г. завершила спортивную карьеру.
Общественная деятельность, государственная служба
В 2013-2016 гг. Наталья Ищенко являлась помощником генерального секретаря Олимпийского комитета России (в 2011-2014 гг. пост занимал Марат Бариев, с 2014 по 2022 г. - Анастасия Давыдова).
В сентябре 2015 г. она стала послом Калининграда как города - организатора игр чемпионата мира по футболу 2018 г. До 2017 г. проживала в Москве.
В апреле 2017 г. Наталья Ищенко была назначена временно исполняющей обязанности заместителя председателя правительства Калининградской области.
С августа 2017 г. временно исполняла обязанности зампредседателя правительства - министра спорта Калининградской области. В октябре того же года была утверждена в должности заместителя председателя правительства - министра спорта региона.
Член попечительского совета футбольного клуба "Балтика" (Калининград).
Звания, награды
Заслуженный мастер спорта РФ (2005).
Наталья Ищенко награждена орденами Дружбы (2009), "За заслуги перед Отечеством" IV степени (2012), Почета (2016).
Почетный гражданин Калининграда (2018).
Многократный лауреат премии Федерации спортивных журналистов России "Серебряная лань".
Член Международного зала славы плавания (2023).