იერუსალიმში დაბადებული, ნატალი პორტმანი (ნეტა-ლი ჰერშლაგი) დაიბადა 1981 წლის 9 ივნისს. დედა რუსული ფესვების მქონე დიასახლისია, მამა კი მედიცინის პროფესორი. რამდენიმე წლის შემდეგ ოჯახი საცხოვრებლად აშშ-ში გადავიდა. ბავშვობიდან გოგონა მეცნიერებით დაინტერესდა და Intel Science Talent Search-ის პრესტიჟულ კონკურსშიც მიიღო მონაწილეობა. თავისუფალ დროს ნატალი თეატრალურ ბანაკში სწავლობდა, 1993 წელს კი მატილდა ლუკ ბესონის ფილმში Leon ითამაშა. ეს ფირზე გააკეთა Natalie ვარსკვლავი. მან განაგრძო მსახიობობა, ხოლო ჰარვარდის ფსიქოლოგიის დეპარტამენტში ჩაირიცხა და 2003 წელს დაამთავრა ბაკალავრის ხარისხი. მან ითამაშა ბევრ ფილმში, მათ შორის "ვარსკვლავური ომების" ორ ეპიზოდში და მიიღო ოსკარი ფილმში "შავი გედი"შესრულებული როლისთვის.