Bueno, en primer lugar has de preguntarte qué buscas en la natación, pues aunque es un deporte aeróbico en la mayoría de los casos, también puede ser anaeróbico dependiendo de la intensidad y los tiempos del nado.
Si lo que buscas es aumentar tu masa muscular en el gimnasio y, por otro lado, en la piscina, hacer un ejercicio aeróbico que tonifique tu cuerpo y te mantenga en forma a nivel cardíaco y pulmonar, te aconsejo que primero vayas a natación y después al gym, ya que después del levantamiento de pesas tus músculos, como bien has dicho, necesitan reposo, y podrías llegar a sentirte fatigado tras varios largos.
Por otra parte, si lo que buscas en ambos ejercicios es un entrenamiento puramente anaeróbico, yo te recomendaría que fueses a ambas cosas en días alternos para evitar una sobrecarga muscular y/o posibles lesiones.