Настоящее имя — Джозеф Лейн (Joseph Lane). Изменил свое имя в честь Натана Детройта, персонажа популярного мюзикла «Парни и куколки» («Guys and Dolls»).
Родился в семье ирландско-американских католиков. Лейн был назван в честь своего дяди, священника-иезуита. Отец Натана, Дэниэл, водил грузовики и был неплохим тенором, но умер от алкоголизма, когда мальчику было лишь одиннадцать. Его мать, Нора, была домохозяйкой и секретаршей. У Лейна также есть два брата — Роберт и Дэниэл.
Натан Лейн — открытый гей, он живёт вместе со своим гражданским мужем Делвином Эллиоттом.