Nathane iniciou sua carreira profissional no Iguaçu, de Minas Gerais, em 2011. Posteriormente, a atleta integrou as equipes do Comercial (ES), em 2014, e teve passagens por Ipatinga (MG) e Iranduba (AM).
Em 2017, chegou ao Flamengo, onde permaneceu por dois anos. Em 2019, a atacante se transferiu para a Ferroviária (SP) e foi artilheira da CONMEBOL Libertadores.
Ela ainda teve passagens por Atlético Mineiro (MG), Minas Brasília (DF), Grêmio (RS), Bahia (BA), Botafogo (RJ) e Santos (SP), além de experiência internacional pelo Hwacheon KSPO, da Coréia do Sul.
A atacante conquistou os títulos do Campeonato Brasileiro (2019), do Campeonato Capixaba (2014), do Campeonato Carioca (2017 e 2018), do Campeonato Mineiro (2010, 2015 e 2022), do Campeonato Amazonense (2016), da Copa Rio (2024) e da Copa Paulista (2024).