Nathalia Ramos urodziła się w 1992 roku w Madrycie. Jej ojciec jest Hiszpanem a matka Żydówką z Australii. Jej rodzina przeniosła się do Melbourne w Australii, kiedy Nathalia miała dwa lata. Dwa lata później przeprowadzili się do Miami Beach na Florydzie, gdzie Nathalia nadal mieszka. Ramos dorastała w żydowskiej religii.

Pierwszy rolę Nathalia Ramos dostała w serialu Arrested Development w 2005, gdzie zagrała rolę Hope Loblaw. W 2007 zagrała Yasmin, jedną z głównych ról w filmie Bratz.

N.Ramos wystąpiła też w teledysku Prima J's "Rockstar".