Le père de Natoire, sculpteur lorrain, remarqua ses dons pour le dessin et l’envoya étudier à Paris auprès de François Lemoyne.Ayant obtenu le Prix de Rome il fut  pensionnaire de l'Académie de France en 1723. Il croqua des antiques d'après nature à Tivoli, copia Pierre de Cortone, fit un détour par Venise avant de regagner Paris en 1729. Reçu à l’Académie en 1734, il décore le salon ovale de l’hôtel de Soubise, avec l'histoire de Psyché. Il peint parfois des tableaux religieux, souvent des scènes mythologiques. En 1751, il est nommé directeur de l'Académie de Rome, où il passe le reste de sa vie, consacré au dessin.