Наталья Ключарёва родилась в 1981 году в Перми. С 1992 года жила в Ярославле, окончила филологический факультет Ярославского государственного педагогического университета, работала на местном телевидении и издавала литературный журнал «Игра в классиков». В начале 2000-х стала участвовать в поэтических мероприятиях в Москве и в 2002 году вышла в финал премии «Дебют».
В литературе она известна как автор прозы, стихов, драматургии и журналистских текстов. Ее роман, опубликованный в «Новом мире», был номинирован на «Букер», в 2007 году писательница получила премию имени Юрия Казакова.
Отдельная часть ее работы обращена к детям. Автор пишет доступные познавательные книги о науке, технике, природе и ключевых фигурах русской культуры: объясняет сложные темы через яркие факты, рассказывает об открытиях, природных явлениях, изобретениях и биографиях так, чтобы юный читатель мог увидеть за ними живую историю.
После доноса писательница была вынуждена уехать; с 2023 года она живет в Германии.
