Er stammte aus der alten Soldatenfamilie von Natzmer, aus der auch der FeldmarschallDubislav Gneomar von Natzmer (1654–1739) hervorging. Sein Vater war Wolf Heinrich von Natzmer (1735–1787) aus dem Hause Rötzenhagen, preußischer Oberst und Kommandant von Kolberg, und seine Mutter Dorothea Charlotte Hedwig, geborene von Natzmer (1749–1827) aus dem Hause Bellin. Seine Mutter heiratete nach dem Tod ihres Mannes den späteren General Otto Ludwig von Wobeser. Der Generalmajor Wilhelm Dubislav von Natzmer (1770–1842) war sein älterer Bruder.
Nach dem Frieden von Tilsit erhielt Natzmer als Stabskapitän das Kommando über die 1. Kompanie der neu gebildeten Garde und wurde mehrfach bei den Arbeiten zur Reorganisation der Armee verwendet. Er war Mitverfasser des Exerzierreglements der Infanterie und Kavallerie. 1809 wurde Natzmer zum Kapitän befördert sowie zum Flügeladjutanten von König Friedrich Wilhelm III. ernannt. 1812 begleitete er als Major (seit 1810) den König zum Fürstenkongress nach Dresden. Dort kamen sie mit Napoleon zusammen, der die letzten Vorbereitungen für seinen Russlandfeldzug traf.
Im September 1812 wurde Natzmer nach Wien gesandt, um die in Dresden eingeleitete Annäherung an Österreich weiter zu verfolgen. Im Januar 1813 überbrachte er dem französischen Hauptquartier die Nachricht von der Trennung des Generals Yorck von der französischen Armee und wurde kurz darauf zu ZarAlexander II. gesandt, wobei er das Bündnis mit Russland einleitete. Als Oberstleutnant und Flügeladjutant nahm er 1813 an den Schlachten bei Dresden, Kulm, dem Gefecht bei Peterswalde und allen folgenden Gefechten bis zur Völkerschlacht bei Leipzig teil. Im Feldzug vom 1814 war Natzmer, jetzt Oberst, militärischer Begleiter des Prinzen Wilhelm, dem späteren deutschen Kaiser. Natzmer erhielt beide Klassen des Eisernen Kreuzes, den Orden des Heiligen Wladimir III. Klasse sowie das Ritterkreuz des Leopoldordens. Nach dem Pariser Frieden begleitete er den preußischen König nach England. 1815 trat Natzmer in die Truppe zurück und übernahm das Kommando über die Grenadierbrigade. Bei dem schnellen Verlauf des Feldzuges kam er jedoch nicht mehr zum Einsatz. Im Oktober 1815, in seinem 33. Lebensjahr, wurde er zum Generalmajor befördert.
Er war Ritter des Johanniterordens und verstarb am 1. November 1861 auf seinem Gut Matzdorf im Kreis Löwenberg in Schlesien.
Familie
Natzmer war lange Zeit mit Julie von Brandenburg (1793–1848), der Tochter des preußischen Königs Friedrich Wilhelm II. aus der Verbindung mit der Gräfin Dönhoff, liiert, die später Ferdinand von Anhalt-Köthen (1769–1830) heiratete. Am 20. September 1824 heiratete Natzmer in Breslau Luise Henriette Freiin von Richthofen (1801–1878) aus dem Hause Kohlhöhe, eine Tochter der Prinzessin von Holstein-Beck. Die Ehe blieb kinderlos.