Natália Pereira, 2012 Yaz Olimpiyatları'nda altın madalya kazanan Brezilya takımının bir parçasıydı.[3]
2015 FIVB Kulüpler Dünya Şampiyonası sırasında Natália Pereira, Brezilya kulübü Rexona Ades Rio ile oynadı ve takımı bronz madalya maçında İsviçreli Voléro Zürich'e yenildi. 2016 FIVB Dünya Grand Prix'sinde En Değerli Oyuncu ödülünü ve altın madalyayı kazandı. Bir yıl sonra, 2017 FIVB Dünya Grand Prix'sinde altın madalya, En Değerli Oyuncu ve En İyi Smaçör bireysel ödüllerini kazandı. Pereira, 2017 Güney Amerika Şampiyonası'nda En İyi Smaçör ödülünü aldı.