Натали Портман (настоящая фамилия — Хершлаг) родилась 9 июня 1981 года в Иерусалиме. Отец актрисы — Авнер Хершлаг — специалист по лечению бесплодия и репродуктивной эндокринологии, работал в Кишинёвской больнице. Мать — Шелли Стивенс — бывшая домохозяйка, ныне агент Натали, когда-то пела в хоре Театра оперы и балета в Кишинёве. Предки актрисы по материнской линии — евреи из России и Австрии, а по отцовской линии — из Румынии и Польши. Сценический псевдоним Портман — девичья фамилия российской еврейской бабушки актрисы по материнской линии. Когда Натали было три года, семья переехала из Израиля в США.
В 13 лет Натали Портман прошла кастинг к фильму Люка Бессона «Леон» (1994) и дебютировала в кино, одновременно сыграв свою первую главную роль — девочку по имени Матильда. Фильм стал культовым, и Портман, несмотря на вполне постоянную занятость в кинопроектах, долгие годы не удавалось сыграть ничего такого, что затмило бы её дебютную работу.
Позже в 90-е Портман снялась в «Схватке» с Аль Пачино и Робертом де Ниро, мюзикле Вуди Аллена «Все говорят, что я люблю тебя», фантастической комедии Тима Бёртона «Марс атакует!», но единственной известной (но не выдающейся) ролью стала её работа в киноэпопее Джорджа Лукаса «Звёздные войны», где она впервые снялась в первом эпизоде (четвёртом по счёту) «Скрытая угроза» (1999) в роли королевы Амидалы. Картина была номинирована на семь «Золотых малин», хотя в технических номинациях претендовала на премию «Оскар».
В том же 1999 году Портман ждал первый профессиональный успех — за работу в драме в драме «Где угодно, только не здесь» она была номинирована на премии «Молодой актёр» и «Золотой глобус» за роль второго плана, а в 2000 получила премию Young Star Awards за роль в картине «Там, где сердце», хотя широкой публикой эти проекты остались не замечены.
Затем Натали Портман поступила на психологический факультет Гарвардского университета и на время учёбы ограничила актёрскую работу только «Звёздными войнами». В 2003 году актриса закончила Гарвард с дипломом бакалавра в области психологии. В 2002 году после выхода следующего эпизода «Звёздных войн» — «Атака клонов» — Портман была номинирована на две премии «Золотая малина» (худшая женская роль второго плана и худший экранный дуэт), но одновременно получила номинацию на премию «Сатурн» и выиграла премию Teen Choice Awards.
В 2004 году в карьере актрисы случился первый прорыв за годы застоя — серьёзная драматическая роль в фильме Майка Николса «Близость» — первый «Золотой глобус», а также номинации на «Оскар» и BAFTA.
В 2005 за роли в третьем эпизоде «Звёздных войн» «Месть ситхов» и в кинокомиксе «V — значит вендетта» Натали Портман в очередной раз была номинирована на премии «Сатурн» и Teen Choice Awards.
С 2006 по 2009 выходят «Призраки Гойи» Милоша Формана, «Мои черничные ночи» Вонга Кар-Вая, «Поезд на Дарджилинг» Веса Андерсона, «Лавка чудес» Зака Хельма, «Ещё одна из рода Болейн» Джастина Чадвика, «Братья» Джима Шеридана — заметные проекты, но не для Портман, актриса снова ушла в тень.
Наконец 2010 год внезапно стал по-настоящему звёздным для Натали Портман — её роль балерины в картине Даррена Аронофски «Чёрный лебедь» принесла ей ворох профессиональных премий, главной из которых стал последовавший уже в 2011 «Оскар» за лучшую женскую роль.
На 2011 года заявлено сразу несколько проектов с участием актрисы, самый громкий из которых — марвелловский кинокомикс «Тор».
В этом же году Натали Портман объявила о своём обручении с танцором Нью-Йоркского Театра Балета Бенжаменом Мильпье, с которым они познакомились на съёмках всё того же «Чёрного лебедя», а также о том, что пара ожидает рождения ребёнка в начале лета 2011.
