Выступала в синхронном плавании. Пятикратная олимпийская чемпионка, 19-кратная чемпионка мира, 12-кратная чемпионка Европы, абсолютная чемпионка Европы 2010 года и первая синхронистка в истории чемпионатов Европы, которой удалось выиграть все 4 вида. Член сборной России с 2002 года, заслуженный мастер спорта России.
5 апреля 2017 года Наталья Ищенко завершила спортивную карьеру, но от спорта далеко не ушла, заняв пост заместителя председателя правительства — министра спорта Калининградской области.