Nathalie Maillé est diplômée en danse de l’Université du Québec à Montréal et en gestion des organismes culturels de HEC Montréal.
Elle débute sa carrière en 1991 comme professeure de danse au Cégep Montmorency. Elle agit également à titre de directrice artistique et générale de Tanz danse. Elle rejoint ensuite la Polyvalente Armand-Racicot et Mont-Rolland à titre de spécialiste en danse et théâtre. De 1995 à 1998, elle travaille à la Ville de Saint-Pierre en tant que spécialiste culturelle.
C’est en 1998 qu’elle rejoint le Conseil des arts de Montréal (CAM), où elle occupe des postes à responsabilités croissantes. Elle débute ainsi comme agente de développement, avant d’être nommée responsable de la diffusion en 2001. En 2005, elle est promue directrice des programmes de tournées et de diversité. Elle occupe ensuite le poste de directrice générale adjointe, programmes et partenariats de 2010 à 2013. C’est en juillet 2013 qu’elle est nommée directrice générale et secrétaire du CAM.