Han var stortingsrepresentant for kjøpstedene i Vest-Agder og Rogaland fylker 1936–45 og 1945–53. Stortingets visepresident 1945-49 og stortingspresident 1949 – 54. Som representant var Natvig-Pedersen medlem av Stortingets valgkomité, den utvidede utenriks- og konstitusjonskomité og militærkomitéen. Han var også medlem i Stortingets gruppe av Den interparlamentariske union (IPU) og del av Stortingets delegasjon til Nordisk råd.