Bei den Commonwealth Games gewann Natalie Grinham mehrere Medaillen. 2002 errang sie Bronze im Doppel mit Schwester Rachael. Bei den Spielen 2006 gewann sie in allen drei Feldern, in denen sie antrat, die Goldmedaille: Im Einzel bezwang sie im Finale ihre Schwester, im Doppel gewann sie wiederum mit Rachael und im Mixed siegte sie an der Seite von Joe Kneipp. Bei den World Games 2009 gewann sie die Silbermedaille hinter Nicol David, 2013 musste sie sich im Finale erneut der Malaysierin geschlagen geben.