Natalie Dessay (* 19. April 1965 in Lyon; eigentlich Nathalie Dessaix) ist eine französische Opernsängerin (Koloratursopran).
Dessay wuchs in Bordeaux auf. Ursprünglich wollte sie Tänzerin werden, studierte aber Schauspiel und Gesang am Konservatorium in Bordeaux. 1985 machte sie mit einem ersten Preis ihren Abschluss. 1989 gewann sie den zweiten Preis im erstmals abgehaltenen Concours des Voix Nouvelles und studierte dann weiter an der Pariser Oper.
1992 sang sie die Olympia in Hoffmanns Erzählungen an der Opéra Bastille (die Rolle sang sie auch z. B. in der Inszenierung zur Wiedereröffnung der Oper von Lyon 1993 und in ihrem Debüt an der Scala). Im darauffolgenden Jahr hatte sie ihr erstes Engagement an der Wiener Staatsoper (Blondchen in der Entführung aus dem Serail). 1994 sang sie beim Festival von Aix-en-Provence die Königin der Nacht in Mozarts Die Zauberflöte, dirigiert von William Christie in der Inszenierung von Robert Carsen.