André Dussolier, son partenaire de Conservatoire :
Je regrette qu'on n'ait jamais tourné ensemble, car je garde de très bons souvenirs de nos dialogues sur scène du temps du Conservatoire. J'ai toujours aimé la modernité et la vivacité de Nathalie. J'ai toujours été séduit, moi qui aime bien réfléchir les rôles, par sa manière de rentrer dedans avec son instinct et de se laisser aller à ce que le rôle et la situation lui inspirent. J'aime bien cette femme... et la comédienne.
Source : Émission En roue libre de Kriss sur France Inter

Jean-François Balmer, son partenaire de Conservatoire :
Nous, tous ses partenaires de Conservatoire, avons toujours considéré Nathalie comme la meilleure actrice, c'est pour ça qu'on ambitionnait tous de lui donner la réplique. Ce qui est frappant, c'est son regard, le regard d'une fille de peintre. Elle est peu narcissique. Elle regarde les gens la filmer ou la photographier. Et j'ai toujours trouvé que c'est une chose très originale.
Source : Émission En roue libre de Kriss sur France Inter

Danielle Darrieux :
« J’aime énormément Nathalie. J’admire sa façon de jouer, elle est vraie. On a de nombreux points communs. Elle aborde ce métier sans se soucier du paraître et sans se prendre au sérieux. On partage aussi une façon simple de voir la vie. On aime les endroits tranquilles pour aller en vacances, les maisons, les petits bonheurs de la vie. En plus, il me semble que, physiquement, nous avons un air de ressemblance qui rend crédible notre relation mère-fille. »
Source : Dossier de presse du film Une vie à t'attendre

Martial Fougeron :
Il est toujours un peu facile de parler d'évidence. Mais cela a bien été le cas avec Nathalie. Travailler avec elle, c'est facile, son désir de comprendre, de transmettre, de restituer au plus juste est concret. Au-delà de son talent de jeu, elle cherche en permanence à saisir, à capter, puis à rendre vivant. C'est mon grand apprentissage de cette expérience de travail avec elle. Nathalie, comme certains grands comédiens, est capable de rendre la moindre action extrêmement vivante. Elle est une vraie force de vie.
Source : dossier de presse du film Mon fils à moi

Serge Toubiana, critique, écrivain :
Nathalie Baye, tout le monde la connait. On sait comment elle est et on sait comment elle sera, on sait que c'est une actrice qui va durer. Le fait de le savoir lui donne d'abord énormément d'assurance et surtout d'avance sur beaucoup d'autres comédiennes qui ont besoin chaque fois de maquiller leur jeu ou leur physique car elles sont moins sûres de durer dans le cinéma. Je pense que pour Nathalie Baye, c'est un désir qui vient de très loin et qui va durer jusqu'à la fin, j'en suis persuadé.
De toutes façons au cinéma la caméra montre tout, la caméra dit la vérité, et il ne faut pas tricher avec ça. De Nathalie Baye, la caméra dit que c'est quelqu'un qui est décidé, qui a une certaine force à la fois morale et physique, qui est capable de séduire mais qui est aussi capable de se battre, et qui ne sera jamais vaincue par quoi que ce soit, c'est quelqu'un qui ne baisse pas les bras. Voilà c'est ce que je trouve très émouvant chez elle, elle n'abdique pas, elle est qui elle est, et elle fait avec. C'est ça la force de Nathalie Baye.
Il y a un mot que François Truffaut employait beaucoup à propos des acteurs, c'est "la vaillance". Nathalie Baye a travaillé plusieurs fois avec Truffaut. La première fois, c'était "La nuit américaine", le film qui l'a en fait révélée au cinéma. Elle y jouait une scripte et c'était la vaillance-même. C'était elle qui prenait en main le tournage, elle aidait le cinéaste, si elle voulait coucher avec un des techniciens, elle ne s'embarrassait pas de précautions. Il y avait déjà chez Nathalie Baye ce côté "petit soldat" vaillant que je trouve très émouvant, et cette qualité n'a fait que s'embellir et s'épanouir avec les années.
Source : Émission En roue libre de Kriss sur France Inter

Jeanne Labrune :
Nathalie Baye fait partie de ces actrices qui vous rendrait passionnante la lecture du Bottin . C'est très excitant de travailler avec elle. De temps en temps, je me dis: "Tiens, là, elle va peut-être caler", mais non, elle ne cale jamais. Alors c'est comme un jeu, j'ai toujours envie de lui proposer un autre rôle, un truc qu'elle n'aurait pas encore fait.

Bruno Chiche :
Il est difficile de dire ce que l'on aime chez Nathalie tant la plus grande de ses singularités est justement d'être "irrésumable". C'est quelqu'un qui paraît très simple alors qu'elle est très complexe car incroyablement multiple. Marcel Aymé a écrit une nouvelle sur l'ubiquité des femmes dont elle pourrait être la plus parfaite des incarnations. C'est un paradoxe qui n'est jamais là où on l'attend et qui, à l'instar de la palette de couleurs de son peintre de père, possède une gamme de registres très étendue. Et puis la musique de sa voix donne autant de talent aux dialoguistes que sa beauté en confère aux opérateurs.

Tonie Marshall :
La première fois, pour Enfants de salaud, j'ai choisi Nathalie parce qu'il y avait un rapport avec Anémone que je trouvais juste. J'avais envie d'opposer une fofolle à quelqu'un de normal, et voilà que je découvre pendant le tournage que la folle n'est pas celle qu'on pense ! Nathalie est beaucoup plus mystérieuse que je ne pensais ! Moi, rien ne me touche plus que les gens qui arrivent à être drôles et en même temps tellement troublants et émouvants. J'aime être troublée par mes acteurs. Nathalie, elle peut tout jouer, sauf peut-être une vraie salope, vraiment dégueulasse, quelqu'un de dégoûtant. Je crois qu'elle n'arriverait pas à jouer quelqu'un de profondément abject.
Source : Émission En roue libre de Kriss sur France Inter

Dominique Besnehard, son ancien agent :
Avec Nathalie ce n'est pas du tout un rapport d'agent et de client. C'est une grande amitié, j'ai connu Nathalie bien avant d'être agent, je suis même devenu agent un peu à cause d'elle. J'avais fait trois castings dont Nathalie était la vedette: Une étrange affaire, Martin Guerre et J'ai épousé une ombre. Quand on a fait Martin Guerre, on est devenu très amis. Après avoir fait dix ans de casting, j'avais envie de passer à autre chose et Nathalie m'a beaucoup aidé pour entrer chez Artmédia. Serge Rousseau qui a été son premier agent m'a un peu confié sa fille en me disant:"tu vas t'en occuper". La relation que j'ai avec Nathalie est bien entendu professionnelle mais pas seulement. Moi, j'ai envie qu'elle soit heureuse, qu'elle fasse de beaux films, qu'elle soit bien payée, qu'elle n'ait pas de problèmes. Nathalie, c'est quelqu'un qui compte énormément pour moi... C'est une des femmes de ma vie.
Nathalie est le contraire du narcissisme. C'est une immense actrice et je trouve que parfois, notamment au théâtre, elle n'a pas la reconnaissance qu'elle devrait avoir. Nathalie, c'est quelqu'un de très sincère, ce n'est pas une truqueuse.
Source : Émission En roue libre de Kriss sur France Inter

Xavier Beauvois :
Nathalie est de plus en plus belle. C'est un plaisir de l'avoir devant sa caméra. J'aime quand elle fait un peu sa star. On sent bien qu'elle se force. Elle dit que sa chambre ne lui va pas, qu'il y a trop de ci, trop de ça... Et au bout de cinq minutes, on voit bien qu'elle en a marre d'être comme ça et le naturel, son côté terrien revient au galop. Le plus surprenant chez elle, c'est sa normalité. Vous avez quand même devant vous une parcelle de l'histoire du cinéma et, en même temps, c'est une femme tout à fait normale. Il faut la voir dans sa campagne. La manière dont elle est intégrée. Personne ne la fait chier. Bon, la seule chose, c'est que, quand elle achète un bouquet de fleurs, on lui en offre un deuxième, mais à part ça...
Nathalie a encore beaucoup de ressource. Elle a fait énormément de films, mais elle a livré peu par rapport à son potentiel. Et puis, elle me fait rire. C'est rare, les femmes qui font rire.
Source : Studio Magazine