Natalie Portman nació el 9 de junio de 1981, en Jerusalén, Israel. Hija única de Avner Hershlag, un médico nacido en Israel, y Shelley Stevens, una artista estadounidense (de Cincinnati, Ohio), que también actúa como agente de Natalie. Se fue de Israel a Washington DC, cuando todavía era muy joven. Después de algunos movimientos más, su familia finalmente se estableció en Nueva York, donde vive hasta el día de hoy. Se graduó con honores y sus logros académicos le permitieron asistir a la Universidad de Harvard. Fue descubierta por un agente en una pizzería a los 11 años. Fue empujada hacia una carrera en el modelaje, pero decidió seguir una carrera en la actuación. Debutó en el cine en la película El profesional (1994). Trabajó en películas como Heat (1995), Beautiful Girls (1996) y Mars Attacks (1996).

No fue sino hasta 1999 que Natalie recibió fama mundial como la Reina Amidala en la tan esperada precuela de Star Wars, Episodio I: La amenaza fantasma (1999). Luego protagonizó dos comedias dramáticas aclamadas por la crítica, Cambio de vida (1999) y Donde está el corazón (2000), seguidas por Closer (2004), por la que recibió una nominación al Oscar. Ella repitió su papel como Padme Amidala en los últimos dos episodios de la trilogía de la precuela de Star Wars Episodio II: El ataque de los clones (2002) y Episodio III: La venganza de los Sith (2005). Recibió un Premio de la Academia y un Globo de Oro a la Mejor Actriz por El cisne negro (2010).