Светското име на митрополит Натанаил е Илия Иванов Калайджиев. Роден е на 16.11.1952 г. в с. Копривлен, Гоцеделчевско. След завършване на основното си образование, през 1968 г, постъпва като послушник в Троянската св. обител, а заедно с това от есента на същата година е приет за ученик в Софийската духовна семинария, курсът на която завършва през 1975 г. По време на своето обучение там, на 03.03.1974 г., в Троянския манастир е постриган в монашество с името Натанаил от Ловчанския митрополит Григорий под духовното старчество на тогавашния игумен архимандрит Геласий (сега б. Ню-Иоркски митрополит) и йеромонах Даниил. На 15.04.1974 г. е ръкоположен в йеродяконски чин, а на 13.04.1975 г. и за йеромонах. От есента на същата година е студент в Духовната академия "Св. Климент Охридски" в София, а от 1976 г. продължава образованието си в Атинския богословски факултет. След завръщането си в България, на 10.10.1980 г. в гр. София по решение на Св. Синод е възведен в архимандритско достойнство.
През 1984 г. е назначен за протосингел на Ловчанската митрополия. От началото на 1986 г. архимандрит Натанаил е на богословска специализация в Източноцърковния институт в гр. Регенсбург, Германия, а от 01.10. с. г. е изпълняващ длъжността енорийски свещеник при Българската православна църковна община "Св. Йоан Рилски" в гр. Лондон, Англия. Завърнал се в родината, от 09.08.1988 г. той е протосингел на Софийската митрополия, а от 01.03.1989 г. е назначен за главен секретар на Св. Синод, като за кратко е и председател на Църковното настоятелство при ПКСХП "Св. Александър Невски". На 25.03.1989 г. в Патриаршеската катедрала "Св. Александър Невски" е хиротонисан в епископски сан с титлата "Крупнишки". От 01.12.1989 г. епископ Натанаил е назначен за викарий на Софийския митрополит. На 17.04.1994 г. е избран, а на 24.04. с. г. е и канонически утвърден за Неврокопски митрополит.
