Ve věku 18 let se dívka zamilovala do herce Pabla Echarriho. Brzy od něj získala vzájemnost. Nebyl však ve spěchu, aby navrhl sňatek.
Po šesti letech civilního manželství se Natalia a Pablo rozešli. Formálním důvodem byla Echarryho neochota nechat Oreiro jít na focení v podobě symbolu sexuální symboliky Betty Page z 50. let. Herečka a zpěvačka se tím velice trápila.
Natalya však našla svou lásku v hodinách jógy. Oreiro si vybrala zpěváka rockové skupiny Dividios Ricardo Mollo. Je o dvacet let starší. Jejich vztah se rychle rozvíjel.
Dívka se s ním setkala v listopadu 2001 a již poslední den téhož roku se stali manžely. Svatební obřad se konal v Brazílii. Namísto prstenů se manželé rozhodli, že si udělali tetování pro sebe vezmou jako znamení věčné lásky.
Manželé se však stali rodiči až po deseti letech manželství. Natalia porodila chlapce s původním jménem Merlin Atahualpa v hlavním městě Argentiny 26. ledna 2012.
Slavná matka často bere svého syna na koncerty a jeho vznik na jevišti vždy způsobuje bouřlivý potlesk mezi fanoušky Oreiro. "Baví mě společnost mého syna. Každou minutu se věnuji Merlinovi a přesto se mi zdá, že je to příliš málo," Natalia přiznává v rozhovoru.