Après avoir suivi l'ensemble de sa scolarité à Dijon (école maternelle et élémentaire Montchapet puis collège Marcelle Pardé en section musicale), elle obtient le baccalauréat scientifique en classe internationale allemand au lycée international Charles-de-Gaulle de Dijon. Elle étudie à l'université de Bourgogne en filière STAPS où elle obtient en 1999 une maîtrise en management et droit du sport[1].
À la fin de sa carrière de sportive, elle reprend ses études, obtient une licence en droit public et réussit le concours du cycle préparatoire au concours d'entrée de l'ENA en 2006. Elle est alors détachée auprès de son école et valide ce cycle préparatoire à l'Institut d'études politiques de Lille[2] et à l'Institut de la gestion publique et du développement économique (IGPDE)[3].
Carrière sportive
Nathalie Koenders a pratiqué le canoë-kayak pendant 12 ans à l'ASPTTDijon[4],[5], la menant au plus haut niveau. De 1992 à 2001, elle fait partie de l'équipe de France jeune puis senior de canoë-kayak[6], au sein de laquelle elle participe à plusieurs reprises aux championnats d'Europe et du Monde jusqu'en finale.
Le , lors des élections municipales de Dijon, elle est élue sur la liste de François Rebsamen, le maire sortant, qui lui attribue une délégation au commerce, à l'artisanat et au projet Cœur de ville[7]. Elle participe à la mise en place de ce projet visant à soutenir et dynamiser l’activité commerciale du centre-ville ainsi qu'à la création d'une fédération des commerçants et artisans. Elle accompagne la mise en place du tramway de Dijon et la poursuite de la piétonisation du centre-ville. Sa délégation est élargie en 2012 à la démocratie locale : elle participe dans ce cadre à la mise en place des budgets participatifs au sein des commissions de quartier[8] et à la mise en œuvre de consultations citoyennes.
Après le décès d'Alain Millot[11] le , elle assure en qualité de première adjointe l'intérim des fonctions jusqu'au , date à laquelle le conseil municipal réélit François Rebsamen maire de la ville. Elle préside depuis le groupe des élus socialistes, radicaux de gauche, citoyens et apparentés[12],[13] du conseil municipal de Dijon.
Après la révélation du cancer de François Rebsamen en [17], Nathalie Koenders assure l'intérim des fonctions du maire pendant son parcours de soin et continue à le représenter à de nombreuses occasions après son retour en août.
À la suite des élections municipales de juin 2020, elle est réélue première adjointe au maire de Dijon, déléguée, entre autres, à la transition écologique, au climat et à l'environnement[18].
Le , elle est nommée au Conseil scientifique sur les processus de radicalisation (COSPRAD) par la ministre de l'Enseignement supérieur et de la Recherche en tant que représentante de l'association France urbaine[19].
Maire de Dijon
Le , François Rebsamen annonce son départ de la mairie à la date du 25 novembre et exprime son souhait de voir Nathalie Koenders lui succéder, après le vote du conseil municipal. Cependant, elle ne se présente pas pour le poste de présidente de Dijon Métropole, l'ancien maire conservant cette fonction[20].
Elle est élue maire de Dijon le à la suite de la démission de François Rebsamen[21]. Le 8e adjoint Antoine Hoareau prend sa place en tant que 1er adjoint[22].