רבי נתן הבבלי היה בנו של ראש הגולה בבבל בדור הרביעי לתנאים.
עלה לארץ ישראל וכיהן כאב בית דין (הוריות דף יג ע"ב), בצד חברו רבי מאיר שכיהן כחכם, ושניהם כיהנו תחת הנהגתו של רבן שמעון בן גמליאל השני נשיא הסנהדרין באושא שבגליל.
רבי נתן תיאר את מסירות נפשם של בני ארץ ישראל בזמן גזירות השמד של הקיסר אדריינוס, וכך נאמר במכילתא (מכילתא שמות כ, ו): "רבי נתן אומר: לאוהבי ולשומרי מצוותי, אלו ישראל שהם יושבים בארץ ישראל ונותנים נפשם על המצוות. מה לך יוצא ליהרג? על שמלתי את בני. מה לך יוצא לישרף? על שקראתי בתורה. מה לך יוצא ליצלב? על שאכלתי המצה. מה לך לוקה מאפרגול? על שנטלתי את הלולב".
רבי נתן ורבי יצחק נשלחו לבבל על ידי רבי, ושיכנעו את רבי חנינא בן אחי רבי יהושע ובית דינו, שלא יעברו שנים ויקבעו מועדים בחוץ לארץ, לפי ש"מציון תצא תורה" ולא מבבל (ירושלמי נדרים פרק ו הלכה ח. וסנהדרין פרק א הלכה ב). רבי נתן סייע לרבי בעריכת המשנה (בבא מציעא דף פו ע"א: "רבי ורבי נתן סוף משנה". ופירש רש"י: "הם כללו האמור בדורות שלפניהם וסידרו את המסכתות"), בשני מקומות הוזכר שמו במשנה (ברכות פרק ט משנה ה, ושקלים פרק ב משנה ה), פעמים רבות הוזכר בברייתות ובמדרשים, והמסכת 'אבות דרבי נתן' מיוחסת אליו. (כתב: הרב אוריאל לוי)