Натали Портман родилась 9 июня 1981 года в Иерусалиме, в семье доктора Авнера Хершлага и домохозяйки (а ныне — агента дочери) Шелли Стивенс. Предки актрисы по материнской линии — евреи из России и Австрии, а по отцовской линии — из Румынии и Польши. А вот бабушка актрисы была русской, и именно благодаря её девичьей фамилии Натали Хершлаг обрела свой сценический псевдоним.

С четырёх лет Натали занималась танцами и выступала с местными группами, а каникулы проводила в театральном лагере. Впрочем, и школой она отнюдь не пренебрегала — вплоть до того, что одноклассники считали её настоящим ботаником.

В 1993 году ей предложили попробовать себя в модельном бизнесе, но девочка отказалась, заявив, что предпочла бы что-то более творческое — и не прогадала, ибо год спустя стала едва ли не главной звездой фильма "Леон". Интересно, что перед съёмками мать Натали, ставшая её агентом, выдвинула свои условия: никаких сцен эротического характера и минимум сцен насилия.

После выхода фильма на экраны Портман мгновенно стала известной и снялась ещё в нескольких весьма удачных картинах: "Схватка" с Аль Пачино и Робертом де Ниро, мюзикл Вуди Аллена "Все говорят, что я люблю тебя" и пародийная комедия "Марс атакует", где сыграла дочь президента США. Ей предлагали главную роль в римейке фильма "Ромео и Джульетта" в паре с Леонардо ди Каприо, но Натали снова отказалась, заявив, что у них слишком значительная разница в возрасте. Отказалась она и от слишком рискованной для неё роли Лолиты в фильме Эдриана Лайна.

Очередной шаг к славе она сделала в 1998 году, согласившись сниматься в "новой трилогии" саги о Звёздных войнах, не видев до этого ни одной серии. Кстати, премьеру первого эпизода она пропустила, так как должна была готовиться к выпускным экзаменам в школе Syosset High School. Сдав экзамены, она поступила в Гарвард, чтобы стать психологом — ибо всегда говорила, что не хочет замыкаться только на "ипостаси" актрисы.

За роль во втором эпизоде саги "Атака клонов", вышедшем на экраны в 2002 году, Натали получила премию Teen’s Choice Award. В том же году она вошла в список 50 самых красивых людей планеты по мнению журнала People Magazine, а также стала одной из 25-ти самых обворожительных звёзд в возрасте до 25 лет по версии журнала Teen People Magazine.

Учёба между тем продолжалась, в июне 2003 года Натали окончила Гарвардский Университет и продолжила своё обучение в Еврейском Университете Иерусалима. Кстати, помимо английского и родного иврита она также владеет немецким, французским и японским языками.

В 2004-м Натали впервые номинировалась на "Оскар" и во второй раз — на "Золотой глобус" за роль стриптизёрши Элис в драматической картине "Близость". Здесь она впервые отступила от правила не играть провокационных ролей, ходят слухи, что изначально в фильме присутствовали довольно откровенные сцены, которые по её просьбе были урезаны.

Годом позже вышла последняя часть трилогии "Звёздные войны", и тогда же девушка шокировала публику, появившись на Каннском кинофестивале бритой. Такой "ход конём" породил массу слухов, вплоть до подозрений в нетрадиционной ориентации. Всё оказалось гораздо проще — в мрачной антиутопии братьев Вачовски "V — значит Вендетта" её героиню насильно бреют налысо.

Однако "лысая девушка" умеет не только шокировать — именно на Каннском фестивале ей предложили сняться в одном из эпизодов киноальманаха "Париж, я люблю тебя", и в следующем аналогичном проекте, на этот раз посвящённом любви к Нью-Йорку, Натали выступила не только как актёр, но и как режиссёр одного из сюжетов. А вот сюжет её "соперницы" по фильму "Ещё одна из рода Болейн" Скарлетт Йоханссон в альманах не попал.

Разрываясь между съёмками и учёбой, Натали тем не менее находила время и для романтических отношений. Среди её мужчин в разное время значились актёры Гаэль Гарсиа Берналь и Джейк Джилленхал, а также член известной семьи мультимиллиардеров Нэт Ротшильд и певец Девендра Банхарт.

Впрочем, всем им она предпочла танцора Нью-йоркского Театра Балета Бенжамена Мильпье, с которым познакомилась на съёмках фильма "Чёрный лебедь". А в конце теперь уже прошлого года представители актрисы сообщили, что "французская пара" обручилась и ждет ребёнка.