Natali je pohađala jevrejsku školu, a filmsku karijeru je u jednom trenutku žrtvovala zbog obrazovanja. Možda
iste znali, ali Natali je jedna od rijetkih obrazovanih dama u Holivudu. Završila je psihologiju na Harvardu, a potom je i diplomirala na Jevrejskom univerzitetu, piše “Buka“.
Osim što je fakultetski obrazovana, Natali tečno govori hebrejski i engleski, a razumije francuski, nemački, japanski i španski. Pohađala je i časove u Jerusalimu.
Njena karijera kreće uzlaznom putanjom od 2000. godine kada je ostala zapažena u filmu „Bliskost“. Za ulogu u ovom filmu bila je nominovana za Oskara, a osvojila je Zlatni globus.
Zatim niže filmske hitove kao što su Gojine utvare, V za Vendetu, Druga Bolenova kći, a 2011. godine dobila prestižnog Oskara za glavnu ulogu u filmu „Crni labud“ kao i veliki broj drugih nagrada. Natali u ovom filmskom hitu tumači profesionalnu balerinu, a put spremanja ove uloge nije bio nimalo lak.
“To je bio veliki izazov, i imala sam ogromnu podršku. Svi nastavnici, koreografi, reditelj prije svega su me oblikovali i gurali na tom putu. Počela sam od osnovnih baletskih pokreta, dva sata dnevno prvih šest meseci. Narednih šest meseci, po pet sati dnevno. Dodali smo i plivanje. Zatim, dva mjeseca po osam sati dnevno. Fizička disciplina mi je pomogla da savladam emocionalnu stranu lika. Život baletskog igrača je sličan monaškom životu. Oni ne piju, ne izlaze uveče, ne jedu, i konstantno izlažu tijelo bolu“, rekla je tada ona.
Tokom snimanja filma Portmanova upoznaje sadašnjeg muža, baletskog igrača i koreografa Bendžamina Milpijea. U decembru 2010. objavili su vjeridbu i srećnu vijest da je Natali trudna.
U junu 2011. par je dobio sina Alefa, a sledeće godine vjenčali su se na intimnoj jevrejskoj ceremoniji u Kaliforniji.
Bendžamin je trenutno direktor baleta u Pariskoj operi, a nedavno je promijenio vjeru zbog svoje supruge. Francuski koreograf je rekao kao mu je jako važno da bude iste vjere kao i njegova draga, te želi da pređe u judaizam.