Nataļja Černohajeva dzimusi Rīgā, Latvijā (1986). Absolvējusi Jāzepa Vītola Latvijas Mūzikas akadēmijas vokālo nodaļu Kārļa Saržanta klasē, iegūstot bakalaura grādu mūzikā un vokālista kvalifikāciju (2012).

Studiju laikā JVLMA, piedaloties operas studijā "Figaro", iestudētas tādas lomas kā Aukle (Čaikovskis "Jevgeņijs Oņegins"), Kaščejevna (Rimskis-Korsakovs "Nemirstīgais Kaščejs"), Nāve (Igors Jefimovs kameropera "Staļins un nāve"). Savu vokālo meistarību tālāk pilnveidojusi LNO meistarklasēs pie Paolo di Napoli (Itālija), Axel Everaert (Beļģija), LNO operas akadēmijā pilnveidojas pie Margaritas Gruzdevas (Latvija)

Nataļjas dziesmu repertuārs ietver vācu, krievu, franču, latviešu komponistu dziesmas un romances, kā arī Manuela de Faljas dziesmu ciklu "Septiņas Spāņu tautasdziesmas", savukārt operrepertuārā - Olga (Jevgeņijs Oņegins). Viņa ir ieguvusi inženierzinātņu bakalaura grādu datorvadībā un datorzinātnē Rīgas Tehniskajā universitātē (2007). Viņa ir Latvijas Nacionālās operas kora māksliniece kopš 2009. gada.