ในการเลือกตั้งทั่วไปเมื่อปี พ.ศ. 2548 นาถยาได้ลงรับสมัครเลือกตั้งในเขตสะพานสูง กรุงเทพมหานคร สังกัดพรรคประชาธิปัตย์ แต่มิได้รับการเลือกตั้ง

ในการเลือกตั้งในปลายปี พ.ศ. 2550 นาถยา ลงรับเลือกตั้งสังกัดพรรคประชาธิปัตย์อีกครั้ง ในเขตเลือกตั้งที่ 7 กรุงเทพมหานคร (ลาดพร้าว วังทองหลาง บางกะปิ บึงกุ่ม สะพานสูง) คู่กับ นายประพันธ์ คูณมี และ นายสำราญ รอดเพชร ซึ่งนาถยาได้รับเลือกตั้งไปเพียงคนเดียวในทีม ต่อมาในการเลือกตั้ง พ.ศ. 2554 ได้ลงสมัคร ส.ส.กรุงเทพมหานคร เขต 21 ในสังกัดพรรคประชาธิปัตย์ และได้รับเลือกตั้งอีกหนึ่งสมัย