Naissance à Paris le 25 avril 1959. Nathalie Rheims est la fille de l’académicien Maurice Rheims.
1977 : Elle entre au Conservatoire National d’Art dramatique de la rue Blanche, dans la classe de Michel Favory. C’est donc en tant que comédienne qu’elle débute sa carrière artistique. Elle interprète au théâtre à partir de 1978 des rôles comme celui de Catherine de Russie jeune dans L’Amante polaire de Serge Rezvani, mise en scène de Jorge Lavelli et de nombreuses autres interprétations, jusqu’en 1983, pour le théâtre et la télévision.
1984 : Se tourne vers le journalisme à travers une collaboration pour le magazine féminin Elle, pour lequel elle réalise de grands entretiens avec des personnalités.
1986 : Devient productrice de télévision. Elle travaille d’abord pour TV6, chaîne dirigée par Léo Scheer. Puis elle produit avec lui l’émission « Haute curiosité », de 1987 à 1990, sur Antenne 2. Cette émission consacrée à l’art est présentée par Claude Sérillon et Maurice Rheims.
1990 : Elle crée avec Léo Scheer une société de conseil en communication.
1999 : Elle commence sa carrière d’écrivain en publiant son premier roman, L’Un pour l’autre, aux éditions Galilée ; Folio, 2001. Ce premier livre est récompensé par le prix du Gai Savoir.
2000 : Lettre d’une amoureuse morte, récit, Flammarion ; Folio, 2002.
2001 : Les Fleurs du silence, récit, Flammarion ; Folio, 2004.
Elle coproduit le film Ma femme est une actrice, réalisé par Yvan Attal, avec Charlotte Gainsbourg et Yvan Attal.
2002 : L’Ange de la dernière heure, roman, Flammarion ; Folio, 2005. Elle co-produit le film Une femme de ménage, réalisé par Claude Berri, avec Jean-Pierre Bacri et Emilie Dequenne.
2003 : Lumière invisible à mes yeux, Editions Léo Scheer.
Elle co-produit le film Les Sentiments, réalisé par Noémie Lvovsky, avec Jean-Pierre Bacri, Nathalie Baye, Isabelle Carré et Melvil Poupaud.
2004 : Le Rêve de Balthus, roman, coédition Fayard/Léo Scheer ; Folio, 2007.
Elle co-produit le film Ils se marièrent et eurent beaucoup d’enfants, réalisé par Yvan Attal, avec Charlotte Gainsbourg et Yvan Attal.
2005 : Le Cercle de Megiddo, roman, Editions Léo Scheer ; Le Livre de Poche, 2007.
2006 : L’Ombre des Autres, roman, Editions Léo Scheer.
Elle co-produit le film La Maison du bonheur, réalisé par Dany Boon, avec Dany Boon, Michèle Laroque et Daniel Prévost.
2007 : Journal Intime, roman, Editions Léo Scheer.
Elle co-produit le film Ensemble, c’est tout, réalisé par Claude Berri, avec Audrey Tautou, Guillaume Canet et Laurent Stocker.