Но в десятом классе решила все-таки стать актрисой и сразу поступила во ВГИК к Сергею Бондарчуку и Ирине Скобцевой. В кино она снялась будучи на втором курсе. На её счету к окончанию института было уже 5 ролей.
Известность ей принес фильм "Сибириада" Андрея Кончаловского. Она сыграла также в таких картинах, как "Уходя - уходи", "Коней на переправе не меняют", "Инспектор Лосев". В 1983 году на экраны почти одновременно вышли картины Петра Тодоровского "Военно-полевой роман" и телефильм "Мэри Поппинс, до свиданья" Леонида Квинихидзе.
В 1984 году Наталья Андрейченко сыграла небольшую роль в американском минисериале о Петре Первом вместе со звездами кино первой величины: Максимилианом Шеллом, Лоуренсом Оливье, Омаром Шарифом, Ванессой Редгрейв, Ханной Шигулой. После этой картины актриса вышла замуж за Шелла.
В 1989 году Наталья Андрейченко сыграла у Романа Балаяна в "Леди Макбет Мценского уезда", в 1994 - у Джеймса Грея в "Маленькой Одессе" ("Little Odessa"), в 1999 - у Григория Константинопольского в "8 с половиной долларах", в 2001 - у Дмитрия Астрахана в "Подари мне лунный свет", в 2002 - у Олега Фомина в "Окей".
