ნატალი ჰერშლაგი 1981 წლის 9 ივნისს იერუსალიმში დაიბადა. მამამისი, ავნერ ჰერშლაგი ებრაელი ექიმია, დედა - შელი სტივენსი კი მის აგენტად მუშაობს. დედის მხრიდან მისი წინაპრები იყვნენ ებრაელი ემიგრანტები ავსტრიიდან და რუსეთიდან, მამის მხრიდან კი პოლონეთიდან და რუმინეთიდან. აღსანიშნავია, რომ ნატალის ბებია მეორე მსოფლიო ომის დროს დიდი ბრიტანეთისთვის მომუშავე ჯაშუში იყო.
ადრეული ცხოვრება და კარიერა
1984 წელს ოჯახი საცხოვრებლად აშშ-ში გადავიდა – ჯერ ვაშინგტონში დასახლდნენ, მერე კონექტიკუტში, ბოლოს კი ნიუ-იორკში. ბავშვობაში ნატალი ცეკვას სწავლობდა და ფიგურულ სრიალშიც ვარჯიშობდა, სასკოლო თეატრშიც თამაშობდა.

11 წლის იყო, როცა სამოდელო სააგენტოში მუშაობა შესთავაზეს, თუმცა გადაწყვეტილება უკვე მიღებული ჰქონდა – მსახიობობას აპირებდა. პორტმანის კინოდებიუტი ფრანგი რეჟისორის, ლიუკ ბესონის ფილმში – „ლეონი“ შედგა. ახალგაზრდა მსახიობს პარტნიორობას ჟან რენო და გარი ოლდმანი უწევდნენ.
„ლეონის“ ეკრანებზე გამოსვლამ უსიამოვნო გამოცდილებას მაზიარა. მართალია ძალიან ვამაყობ ამ ფილმში მონაწილეობით, მაგრამ არც ის არაჯანსაღი მზერა მავიწყდება, რომელსაც ხშირად ზოგიერთი ბილწი მამაკაცის მხრიდან ვგრძნობდი“ – იხსენებდა მსახიობი.
შემდეგ, ფილმში „შეტაკება“ გადაიღეს, სადაც მისი პარტნიორები რობერტ დე ნირო და ალ პაჩინო იყვნენ.

1998 წელს ნატალი თეატრითაც დაინტერესდა. ბროდვეიზე დადგმულ სპექტაკლში „ანა ფრანკის დღიური“– მთავარი როლი ითამაშა. პარალელურად, მონაწილეობდა „ვარსკვლავეთის ომების“ ახალ სერიაში. 1999 წელს მან ჩააბარა ჰარვარდის უნივერსიტეტში ფსიქოლოგიის ფაკულტეტზე და 2003 წელს ბაკალავრის ხარისხიც მოიპოვა.
2008 წლის მაისში პორტმანი კანის კინოფესტივალის ჟიურის ყველაზე ახალგაზრდა წევრი გახდა.

პირადი ცხოვრება
ნატალი პორტმანი ბენჯამინ მილეპიდი დიდი ხნის განმავლობაში სამაგალითო წყვილად ითვლებოდნენ - მილპიე პორტმანმა ფილმ „შავი გედი“-ს გადაღებებზე გაიცნო – სწორედ ამ როლმა მოუტანა მას ოსკარი. გასულ აგვისტოში ცნობილი გახდა, რომ ნატალი და ბენჯამინი განქორწინების პირას იყვნენ. გავრცელდა ინფორმაცია, რომ მილეპიდმა ცოლს 26 წლის ფრანგ ქალთან უღალატა.
მსახიობის ოჯახთან დაახლოებულმა წყაროებმა განაცხადეს, რომ იგი ცდილობდა ქორწინების გადარჩენას. თუმცა ნატალის პირადი ცხოვრების შესახებ კომენტარი არ გაუკეთებია. სურდა დაეცვა თავისი კონფიდენციალურობა და უზრუნველყო მისი და ბენჯამინის შვილების, 12 წლის ალეფის და 6 წლის ამალიას კომფორტი.
რაც შეეხება თავად პორტმანს, ხმების მიხედვით, ამჟამად ფრანგ მუსიკოსთან, ტანგი დეტაბლს ხვდება.