Гісторык, кандыдат гістарычных навук, аўтарка навуковых кніг. Нарадзілася ў Мінску ў сям’і вайскоўца, вучылася ў школах Мінска, Саны (Емен) і Ліды. Скончыла ліцэй БДУ, а таксама гістарычны факультэт БДУ. У 1999 годзе паступіла ў аспірантуру БДУ, якую скончыла, абараніўшы кандыдацкую дысертацыю на тэму “Становішча жанчыны-шляхцянкі ў Вялікім Княстве Літоўскім у XVIII ст.”. Па сканчэнні аспірантуры працавала ў Мінскім абласным інстытуце развіцця адукацыі, дацэнтам кафедры ў Інстытуце парламентарызму і прадпрымальніцтва. З 2014 года працуе ў Беларускім дзяржаўным архіве-музеі літаратуры і мастацтва з беларускімі замежнымі фондамі.
Наталля Гардзіенка спецыялізуецца на даследаванні гісторыі эміграцыі, займаецца ёй з 2002 году. Аўтарка кніг “Беларусы ў Аўстраліі: Да гісторыі дыяспары” (Мінск, 2004), “Беларусы ў Вялікабрытаніі” (Мінск, 2010), “Рада БНР: Падзеі. Дакументы. Асобы” (сумесна з Лявонам Юрэвічам, Мінск, 2013) і іншых. Адказная рэдактарка альманаха “Запісы Беларускага інстытута навукі і мастацтва”.