Natasha Gregson Wagner nació en Los Ángeles, siendo hija de la actriz estadounidense de ascendencia rusa Natalie Wood y del productor británico Richard Gregson.[1] Sus padres se separaron cuando ella tenía diez meses y después se divorciaron.[2] Su madre volvió a casarse con el actor Robert Wagner en 1972, y juntos tuvieron una hija, Courtney Wagner (nacida en 1974), medio hermana de Natasha.[1] Su tía es Lana Wood y su tío Michael Craig, ambos también actores.
El 29 de noviembre de 1981, Natalie Wood murió ahogada cerca de Santa Catalina Island, California. Después de la muerte de su madre, Natasha y su medio hermana crecieron junto a Robert Wagner y la nueva pareja de este, Jill St. John.[1][3]
En 2005 apareció como estrella invitada en las series Cold Case y Medium. En 2006 apareció en dos episodios de ER: "Bloodline" y "21 Guns". Desde 2005 hasta 2007 tuvo un papel recurrente en Los 4400 (The 4400) como April Skouris, la hermana de la agente de la NTAC Diana Skouris. En 2008 apareció en epidsodios de las series CSI: Crime Scene Investigation y House M.D.
Vida personal
Gregson Wagner mantuvo una relación de siete años con Josh Evans, hijo de Ali MacGraw y Robert Evans.[4] Estuvo casada con el guionista D. V. De Vincentis desde octubre de 2003 hasta enero de 2008.
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Gregson Wagner contrajo matrimonio en 2015 con el actor Barry Watson, padre de su hija nacida el 5 de junio de 2012, Clover Clementyne Watson.[6]