O capitão William Mynors do navio da Companhia Britânica das Índias Orientais, o Royal Mary, deu seu nome à ilha porque eles chegaram no dia de Natal, 25 de dezembro de 1643.
A primeira visita registrada foi em março de 1688 por William Dampier, do navio britânico Cygnet. Dampier foi levado para longe da direção que ele queria seguir, e se perdeu. Após 28 dias, ele chegou à Ilha de Natal. Dois de seus tripulantes foram as primeiras pessoas gravadas a pisar na Ilha de Natal.
Houve várias visitas e explorações da ilha, mas foi somente quando o valioso fosfato de cal foi descoberto que a ilha foi anexada à (reivindicada pela) Coroa Britânica em 6 de junho de 1888.
Assentamento e exploração
Logo depois, um pequeno assentamento foi iniciado em Flying Fish Cove por G. Clunies Ross, o proprietário das Ilhas Keeling (cerca de 900 quilômetros ao sudoeste) para coletar madeira e suprimentos para a indústria em crescimento da Cocos.
A mineração de fosfato começou na década de 1890, utilizando trabalhadores de Singapura, China e Malásia.
A ilha foi governada conjuntamente pelos Comissários Britânicos de Fosfato e Oficiais Distritais do Escritório Colonial do Reino Unido através dos Assentamentos do Estreito, e mais tarde pela Colônia da Coroa de Cingapura.
Invasão japonesa
O Japão invadiu e ocupou a ilha em 1942, quando a guarnição indiana se amotinou, e eles internaram os residentes (fizeram com que ficassem onde estavam) até o final da Segunda Guerra Mundial em 1945.
Transferência para a Austrália
A Austrália pediu ao Reino Unido que lhes permitisse governar a ilha; em 1957, o governo australiano pagou ao governo de Cingapura £2,9 milhões em compensação. Esta quantia de dinheiro foi decidida adivinhando quanto valia o fosfato cedido por Cingapura.
O primeiro representante oficial australiano chegou em 1958 e foi substituído por um administrador em 1968. A Ilha de Natal e as Ilhas Cocos (Keeling) juntas são chamadas de Territórios Australianos do Oceano Índico e desde 1997 compartilham um Administrador que vive na Ilha de Natal.
Desde o final da década de 1980, as cargas de barcos de refugiados foram para a Ilha de Natal, em sua maioria provenientes da Indonésia. Durante 2001, a Ilha de Natal recebeu um grande número de requerentes de asilo viajando de barco, a maioria deles do Oriente Médio e com a intenção de solicitar asilo na Austrália. O cargueiro norueguês MV Tampa resgatou pessoas de um barco de pesca indonésio naufragado Palapa. O navio tinha 420 requerentes de asilo do Afeganistão, 13 do Sri Lanka, e cinco da Indonésia. O capitão do navio pediu para deixar os refugiados abandonarem o navio na Ilha de Natal. O SAS australiano embarcou e assumiu o controle do navio. Os requerentes de asilo foram enviados para Nauru. Outro barco carregado de requerentes de asilo foi levado da Ilha de Natal para Papua Nova Guiné. Foi dito que muitos dos adultos à procura de asilo jogaram seus filhos na água em protesto por terem sido rejeitados. Isto mais tarde se provou ser falso. Muitos dos refugiados foram aceitos pela NovaZelândia.
Mais tarde, o Parlamento australiano aprovou uma lei para proibir as pessoas que chegam à Ilha de Natal de poderem reivindicar automaticamente o status de refugiado. Isto permite que a marinha australiana as transfira para outros países (Ilha de Manus de Papua Nova Guiné, e Nauru). Em 2005, o Departamento de Imigração começou a construir um "Centro de Recepção e Processamento de Imigração", concluído em 2007, ao custo de 210 milhões de dólares. Possui 800 leitos. []