İlk yıllar
Natta İtalya'nın Imperia şehrinde doğdu. 1924 yılında Milano'daki Politecnico di Milano'da kimya mühendisi ünvanını aldı. 1927'de ise yine burada profesör oldu. 1933'de Pavia Üniversitesi'nde profesörlük ve Genel Kimya Enstitüsi'nin yöneticisi oldu ve 1935 yılına kadar burada kaldı. 1935'de Roma La Sapienza Üniversitesi'ne fizikokimya profesörü olmak amacıyla başvurdu.
Kariyer
1936 ile 1938 yıllarında Politecnico di Torino'da profesörlük ve Endüstriyel Kimya Enstitüsü'nün yöneticiliğini yaptı. 1938'de Politecnico di Milano Üniversitesi'nde kimya mühendisliği bölüm başkanlığına getirildi. Bu atama öncüsü Mario Giacomo Levi'nin Faşist İtalya'nın Yahudiler karşısındaki ırkçı yeni kanunları neticesinde görevinden alınması ile nedeniyle tartışmalı bir şekilde oldu.
Natta'nın Politecnico di Milano'daki çalışmaları Karl Ziegler'nın önceki çalışmalarının geliştirilmesini sağladı ve bu sayede Ziegler-Natta katalizörünün geliştirildi. 1963 yılında yüksek polimerler konusundaki çalışmaları ile Karl Ziegler ile birlikte Nobel Kimya Ödülü sahibi oldu.
Kişisel yaşamı
Natta'ya 1956 yılında Parkinson hastalığı teşhisi konuldu. 1963 yılında, durumu daha da kötü duruma geldi ve Stockholm'deki Nobel Ödül Töreni'nde oğlunun yardımı ile katıldı ve konuşmasını arkadaşlarının yapması gerekti. Giulio Natta 76 yaşında iken İtalya'nın Bergamo kentinde öldü.