PortmaninPortman perhesyntyi Jerusalemissa perheeseen, joka polveutuu Keski- ja Itä-Euroopassa asuneista [[Aškenasijuutalaiset|juutalaisista]].<ref>{{Verkkoviite|osoite=http://www.theguardian.com/theobserver/2011/jan/02/observer-profile-natalie-portman|nimeke=Natalie Portman: The prodigy comes of age {{!}} Andrew Collins|julkaisu=the Guardian|ajankohta=2011-01-02|viitattu=2021-01-08|ietf-kielikoodi=en}}</ref><ref>{{Verkkoviite|osoite=https://www.rollingstone.com/culture/culture-news/the-private-life-of-natalie-portman-rolling-stones-2002-cover-story-111975/|nimeke=The Private Life of Natalie Portman: Rolling Stone's 2002 Cover Story|tekijä=Chris Heath, Chris Heath|julkaisu=Rolling Stone|ajankohta=2011-01-21|viitattu=2021-01-08|ietf-kielikoodi=en-US}}</ref> Perhe muutti [[Israel]]ista Yhdysvaltoihin [[Washington (DC)|Washingtoniin]] Natalien ollessa kolmevuotias. Myöhemmin perhe muutti [[Connecticut]]iin ja sieltä edelleen [[Syosset]]iin, [[New York]]iin. Portman käyttää julkisuudessa sukunimenään isoäitinsä tyttönimeä suojellakseen perhettään julkisuudelta.
Portman on ollut kasvissyöjä kahdeksanvuotiaasta asti.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = https://web.archive.org/web/20061019174132/http://natalieportman.com/articles/nparticles_en.php?viewarticle=1&article_number=199 | Nimeke = The Private Life of Natalie Portman | Tekijä = Heath, Chris | Julkaisu = Rolling Stone | Ajankohta = Kesäkuu 2002 | Julkaisija = NataliePortman.com | Viitattu = 3.11.2006 | Kieli = {{en}} }}</ref> Hän valmistui vuonna 2003 [[Harvardin yliopisto]]sta pääaineenaan [[psykologia]]. Hän puhuu sujuvasti [[Englannin kieli|englantia]], [[Heprea|hepreaa]], [[Ranskan kieli|ranskaa]] sekä [[Japanin kieli|japania]], jota hän on opiskellut koulussa.
