רבי נתן הרבה בנסיעות והיה בקי בהוויות העולם. בתלמוד מצויות אמרות שנונות בשמו לצד הלכות רבות. רבי יהודה הנשיא העריכו רבות ובכל מקום בו יש מחלוקת ביניהם, ההלכה כרבי נתן.
עם דיכוי מרד בר כוכבא על-ידי הרומאים, מצב היהודים בארץ ישראל הורע אף יותר. בבבל, לעומת זאת, לא הגיעה ידם הארוכה ושם קם מרכז יהודי חדש שהתבסס בעיקר בעיר נהרדעא, שם ישב ה"ריש גלותא", הנציב היהודי העליון שייצג את אחיו מול השלטונות המקומיים.
רבי נתן הבבלי היה בנו של הריש גלותא.
למרות הצרות שתכפו את ארץ ישראל, עזב רבי נתן את ביתו ומעמדו המכובד ועלה ארצה כדי ללמוד תורה ולשמש את התנאים הגדולים בדורו. כשהוא הגיע לארץ ישראל הוא התפעל עמוקות מנכונותם של יושבי הארץ למסור את נפשם על קידוש השם. גם אנשים פשוטי עם מתו מות גיבורים כי שמרו את מצוות התורה.
וכך הוא מספר (במכילתא, שמות כ) על מאורעות אותם הימים:
"לאוהבי ולשומרי מצוותי, אלו ישראל שהם יושבים בארץ ישראל ונותנים נפשם על המצוות. מה לך יוצא ליהרג? על שמלתי את בני! מה לך יוצא להישרף? על שקראתי בתורה! מה לך יוצא ליצלב? על שאכלתי מצה! מה לך לוקה מאה פרגול (מלקות)? על שנטלתי את הלולב"...
במשך זמן נאלץ רבי נתן לנדוד מארץ ישראל והוא סייר בארצות הסמוכות. רק כשעלה לשלטון קיסר חדש בשם אנטוניוס פיוס והמצב הוקל, הוא שב לארץ.
באותם הימים היה רבי שמעון בן גמליאל (השני) נשיא הסנהדרין. שמו של רבי נתן התפרסם כאחד החכמים הגדולים של הדור, והוא נתמנה לאב בין הדין ורבי מאיר התמנה לראש הישיבה. בני הישיבה והעם הפשוט כיבדו את רבי נתן ורבי מאיר במידה שווה כפי שכיבדו את הנשיא, אולם רבי שמעון בן גמליאל הנשיא סבר כי יש להבדיל בין נושא המשרה העליונה לבין יתר ממלאי התפקידים. הוא הוציא הוראה לפיה כאשר הוא נכנס אל בית המדרש על כל התלמידים לקום על רגליהם, אך כאשר רבי נתן או רבי מאיר נכנסים, רק חלק מהנוכחים יקומו.
ביום בו פורסמה ההוראה החדשה נעדרו רבי נתן ורבי מאיר מבית המדרש. למחרת כשבאו והבחינו בשינוי, נאמר להם כי הנוהג החדש הוא בהתאם לצו הנשיא. למרות שהם כשלעצמם היו מוותרים על כבודם, הם לא רצו לוותר על כבוד התורה מאחר שידעו שידיעתם בתורה עולה על זו של הנשיא. הם ביקשו להעביר את הנשיא מתפקידו, אך לבסוף נמנעו ממחלוקת ולא ביצעו את החלטתם.
הם "נענשו" על-ידי הנשיא שהחליט כי מכאן ולהבא לא ייאמרו הלכות בשם שני התנאים. הלכה שתיאמר על-ידי רבי נתן תיקרא בשם "יש אומרים", ומשנה משמו של רבי מאיר תאימר בשם "אחרים אומרים". הנשיא הוסיף והטיף מוסר לרבי נתן ואמר לו: בזכות ייחוס אביך התמנית לאב בית הדין, היה שבע רצון ואל תחתור למשרת הנשיא!
כאשר רבי, בנו של רבי שמעון עלה לכס הנשיאות, היה כבר רבי נתן זקן ובא בימים. הוא הספיק לעזור לרבי בסידור המשניות וחתימתן, מפעל חייו של רבי יהודה הנשיא.
בית הדין בנהרדעא בראשות רבי חנינא (האחיין של רבי יהושע בן חנניה) כמעט ומרד בסמכות הנשיאות בארץ-ישראל, בשל העובדה שרבי יהושע הסיק שהנשיאות בארץ ישראל נמצאת במצב של שקיעה. הוא ביקש לייסד "סנהדרין" בבלי שיוכל לעבר את השנים ולקבוע את המועדות. רבי נתן היה אחד מן השליחים שנשלחו לשכנע את רבי חנינא לגנוז את תוכניתו.
רבי נתן – יחד עם שליח נוסף בשם רבי יצחק – הביאו לרבי חנינא שלוש איגרות מהנשיא. בדברי טעם ונועם הם שיכנעו את יהודי בבל כי "מציון תצא תורה" ולא "מבבל תצא תורה". הם העירו באירוניה כי הם רבי חנינא יעמוד על שלו ויחליט לקבוע את זמני המועדות, יהיה עליהם לקרוא בתורה "אלה מועדי חנינא" ולא "אלה מועדי ה'"...
דבריהם הותירו את הרושם הרצוי ורבי חנינא גנז את תוכניתו.
כאמור רבי נתן הרבה בנסיעות והיה בקי בהוויות העולם. בתלמוד מצויות אמרות שנונות בשמו לצד הלכות רבות. רבי יהודה הנשיא העריכו רבות ובכל מקום בו יש מחלוקת ביניהם, ההלכה כרבי נתן.
מסכת מיוחדת המקבילה ל"פרקי אבות" מצויה בידינו בשם "אבות דר' נתן". מסכת זו כוללת דברי מוסר ופתגמים שנונים.
מוריו הראשונים היו: רבי ישמעאל בן אלישע ורבי אליעזר בן הורקנוס. תלמידי ר' נתן סידרו את "מכילתא דרבי ישמעאל", כפי שרבם שמעם מפי רבו.
מאמרותיו:
"אין לך אהבה כאהבה של תורה, אין לך חכמה כחכמת ארץ ישראל, אין יופי כיופיה של ירושלים" (אבות דרבי נתן פרק כח),
"מום שבך – אל תאמר לחברך"! (בבא מציעא, דף נט)
"מותר לשנות מפני דרכי שלום" (יבמות, דף סה).
על סמך הפסוק "ולא תשים דמים בביתך", אסר רבי נתן לגדל כלב בתוך הבית ולהחזיק סולם רעוע. שניהם – אמר – יכולים לגרום לשפיכות דמים.
