נטלי פורטמן נולדה בכלל נטלי הרשלג, לאב רופא ישראלי ולאם יהודייה-אמריקנית. כשהיתה בת ארבע משפחה עברה לארה"ב בגלל הקריירה של אביה אבנר, וכשהשיקה את קריירת המשחק שלה אימצה את שם נעוריה של סבתה, פורטמן.
כשהיתה בת 12 בלבד היא לוהקה לסרט הראשון שלה, ועוד בתפקיד ראשי. פורטמן גילמה את מתילדה הצעירה והקשוחה בסרט "לאון" לצידו של ז'אן רנו הצרפתי. "היא היתה מוכנה למצלמה מהרגע שהגיעה לסט", שיבח אותה המלהק של הסרט, טוד טהלר.
זו היתה רק יריית הפתיחה לקריירת המשחק של פורטמן, שב-1996 כבר לוהקה לסרטים כמו "בחורות יפות" לצד טימותי האטון, "היט" עם אל פצ'ינו ורוברט דה נירו ו"כולם אומרים אני אוהב אותך" של וודי אלן.
פורטמן הצעירה לא הסתפקה רק בתפקידים על המסך הגדול. ב-1997 היא נבחרה לגלם את אנה פרנק במחזה "יומנה של אנה פרנק" בברודוויי וזכתה בשבחי המבקרים. "היא חיננית וגמלונית, והעור שלה קורן בהבטחה למשהו מופלא שעומד להתרחש", כתב ה"ניו יורק טיימס".
פורטמן בת ה-18 כבשה עוד פסגה ב-1999 כשלוהקה לתפקיד המלכה פאדמה אמידאלה, אימו של לוק סקייווקר, בפריקוול "מלחמת הכוכבים: אימת הפאנטום". הסרט זכה להצלחה כלכלית אדירה אך גם ספג ביקורות קשות ממעריצי סדרת "מלחמת הכוכבים המקורית". למרות זאת, פורטמן המשיכה וכיכבה בתפקיד גם בשני סרטי ההמשך: "מתקפת המשובטים" (2002) ו"נקמת הסית'" (2005).
באותה שנה החליטה פורטמן לקחת פסק זמן מקריירת המשחק שלה וכמו כל נערה בת 18 אחרת, בחרה ללכת לקולג'. היא התקבלה לאוניברסיטת הרווארד היוקרתית ולמדה שם תואר בפסיכולוגיה, אותו סיימה ב-2003.
אבל נטלי לא שכחה את מעמדה כאחת הכוכבות המצליחות בעולם, ולמרבה הפלא קשרה קשרים דווקא עם הכוכבת המתוסבכת בריטני ספירס. השתיים במסיבה לרגל צאת האלבום של ספירס ואף חגגו ביחד את הסילבסטר ב-31 בדצמבר 2002, יחד עם כוכבים כמו קרי ראסל וסאם רוקוול.
למרות שניסתה לשמור בקנאות על חייה הפרטיים, הצהובונים גילו על הרומן שהתפתח בינה ובין השחקן גאל גרסיה ברנאל ב-2003. "יש לי חברים שאני מספרת להם הכל, אבל אין לי כוונה לספר את הסודות שלי לזרים. אני לא מתפתה לוידויים פומביים", אמרה בראיון ל"יו אס איי טודיי". השניים יצאו יחד כשנה עד שנפרדו.
באותה שנה כיכבה פורטמן בסרט "קולד מאונטיין" לצידם של ג'וד לאו, ניקול קידמן ורנה זלווגר. במאי הסרט אנתוני מינגלה אמר עליה ש"יש לה מוח רעב שרוצה שיאכילו אותו".
ב-2004, עשור אחרי שהחלה לשחק, פורטמן לוהקה לתפקיד שונה לחלוטין מזה שגילמה לפני כן. היא שיחקה חשפנית בדרמה "קרוב יותר" עם ג'וד לאו, קלייב אואן וג'וליה רוברטס והתפשטה מול המצלמות בסצנה בלתי נשכחת. התפקיד הזה זיכה אותה בפרס גלובוס הזהב הראשון שלה ובמועמדות לפרס האוסקר, אותו הפסידה לקייט בלאנשט.
ב-2005 שבה פורטמן לישראל והפעם ככוכבת הוליוודית. היא שיחקה בסרטו של עמוס גיתאי "אזור חופשי" ועל הסט פגשה את השחקן לירון לבו, שבמהרה הפך לבן זוגה. השניים אף נצפו יחד בבכורה של "נקמת הסית'" בפסטיבל קאן באותה השנה. תוך כדי העבודה היא אף למדה סמסטר באוניברסיטה העברית בירושלים וניסתה להיטמע ככל האפשר באוכלוסיה המקומית, מה שלא ממש הצליח לה.
התפקיד המשמעותי הבא של פורטמן הגיע ב-2006, כשכיכבה ב"ונדטה" הקודר. לצורך התפקיד החליטה נטלי לגלח את שיערה באמת ולא לחבוש קרחת מלאכותית. המראה החדש הלם אותה ואת פניה היפות, סטייל דמי מור ב"ג'י איי ג'יין".
העבודה הקשה לא נגמרה שם: ב-2007 כיכבה פורטמן בלא פחות משלושה סרטים גדולים: "הרוחות של גויה", "חנות הפלאים" עם דסטין הופמן ו"לילות בלוברי" עם ידידה משכבר הימים ג'וד לאו.
ב-2008 יצא לאקרנים "נערת בולין האחרת", שם גילמה פורטמן את המלכה השאפתנית אן בוליין, אשתו השנייה של הנרי השמיני. לצידה כיכבה בסרט סקרלט ג'והנסון, והשתיים כיכבו על שער המגזין "W" בגיליון מרץ. בראיון למגזין הודתה פורטמן כי היא לעיתים נתפסת כילדה טובה, מתחסדת ו"משעממת".
אולי התדמית הזו קשורה להתעקשותה של פורטמן שלא לערב את התקשורת בחייה הפרטיים, אבל זה לא ממש עבד. באותה שנה צולמה הכוכבת מתנשקת עם הזמר דבנדרה ברנהארט בניו יורק, וגם אותו לקחה יחד איתה לפסטיבל קאן – אבל הקשר שרד פחות משנה.
פורטמן, צמחונית מגיל צעיר מאוד, החליטה ב-2009 להפוך לטבעונית ולהגביר את פעילותה בנושא. היא סיפרה שהספר ששינה את תפיסת עולמה היה "לאכול בעלי חיים" של ג'ונתן ספרן פויר. "הוא מזכיר לנו שהאוכל שאנו צורכים מסמל את הדברים בהם אנחנו מאמינים. ושאכילה היא הדרך בה אנחנו מבטאים את אותן אמונות", כתבה בטור ל"הפינגטון פוסט".
באותה שנה כיכבה פורטמן בסרט "אחים" עם טובי מגווייר וג'ייק ג'ילנהול, על אישה שמוצאת את עצמה קרועה בין שני אחים. גם כאן, הופעתה הקולנועית זוכה לביקורות נלהבות.
אבל התפקיד החשוב ביותר בקריירה שלה הגיעה רק שנה מאוחר יותר, ב-2010. אחרי עבודה מאומצת, דיאטה קפדנית ולימודי בלט מפרכים יצא לאקרנים "ברבור שחור", בו גילמה פורטמן פרימה בלרינה שהולכת ומאבדת את אחיזתה במציאות כשהיא פוגשת במחליפתה, המגולמת על ידי מילה קוניס. למרות הרבדים בסרט המטריד, התקשורת התעמקה בעיקר בסצנות הלסביות הלוהטות של השתיים, שדלפו לרשת זמן רב לפני שהסרט יצא באופן רשמי.
על סט הסרט הכירה פורטמן את הכוריאוגרף בנג'מין מילפייה, והשניים החלו לצאת. בדצמבר 2010 הם יצאו בהכרזה מפתיעה למדי ובישרו שתי בשורות טובות: הראשונה, שהם מצפים לילד – והשנייה היא שהם מאורסים.
הסרט הזעיר לא רק זיכה את נטלי בארוס ובתינוק, אלא גם הביא לה הערכה רבה ופרסים בקטגוריית השחקנית הטובה ביותר. ב-2011 היא גרפה את גלובוס הזהב השני שלה, זכתה בסאג והדובדבן שבקצפת – האוסקר הראשון בקריירה שלה. על השטיח האדום היא קרנה בשמלות שהדגישו את בטנה ההריונית התופחת.
ביוני אותה שנה זכתה פורטמן בפרס היקר מכולם – בנה הבכור נולד. הישראלית לשעבר החליטה לקרוא לתינוק בשם "אלף", על שם האות הראשונה בא"ב העברי.
לעונת הטקסים של 2012 הגיעה פורטמן עם גזרה דקיקה כתמיד וטבעת זהב שמיד הציתה את השמועות על חתונה סודית. היא סירבה לאשר את החדשות, שהתבררו כלא נכונות בסופו של דבר.
רק באוגוסט נישאו היא ומילפייה בטקס פרטי בביג סר שבקליפורניה, בטקס יהודי עם קייטרינג טבעוני למהדרין. בחתונה נכחו בין השאר גם חבריה של פורטמן, מקולי קאלקין ואיוונקה טראמפ – וכמובן בנם בן השנה וחודשיים של הזוג המאושר.
אחרי שכיכבה בשוברי הקופות "ת'ור" ו"ת'ור 2", פורטמן התפנתה לעשות את מה שתמיד חלמה – לביים. היא נחתה בישראל ב-2013 כדי לעבוד על האדפטציה לספרו של עמוס עוז "סיפור על אהבה וחושך" ומאז נמצאת כאן עם בעלה ובנה, שמדי פעם מצולמים איתה במסעדות טבעוניות בתל אביב. מי יודע, אולי היא עוד תשקול עלייה?
