Urodzona jako Nana Hatake, Takaya dorastała w Tokio, gdzie w 1992 roku zadebiutowała jako mangaka.
Jej manga Fruits Basket, której serializacja rozpoczęła się w 1998 roku, stała się jedną z najlepiej sprzedających się shōjo-mang w Ameryce Północnej. Seria doczekała się dwóch adaptacji anime: pierwsza, emitowana w 2001 roku, obejmowała jeden sezon liczący 26 odcinków, natomiast druga, która miała premierę w 2019 roku, została podzielona na trzy sezony i liczy łącznie 63 odcinki.
W 2001 roku Takaya otrzymała nagrodę Kōdansha Manga w kategorii shōjo za Fruits Basket. W notatce na marginesie mangi Fruits Basket ujawniono, że po publikacji szóstego tomu Natsuki Takaya złamała rękę, którą rysowała. Konieczna była operacja, co spowodowało krótką przerwę w wydawaniu serii. Autorka w pełni wyzdrowiała, jednak zauważyła, że po zabiegu pogorszył się jej charakter pisma.