第83屆奧斯卡獎(jiǎng)最佳女主角
第68屆金球獎(jiǎng)最佳女主角
第64屆英國電影學(xué)院獎(jiǎng)最佳女主角
第77屆奧斯卡獎(jiǎng)最佳女配角提名
第62屆金球獎(jiǎng)最佳女配角
1981年，波特曼出生于以色列耶路撒冷，她的原名叫娜塔莉?赫許勒。
1984年，三歲的波特曼和家人一起搬到美國，她的父親在當(dāng)?shù)亟邮茚t(yī)療訓(xùn)練。波特曼自4歲起開始學(xué)習(xí)舞蹈，并在當(dāng)?shù)匚鑸F(tuán)里表演，這段經(jīng)歷讓她在之后主演《黑天鵝》中的芭蕾舞演員變得輕松。
1991年，十歲的波特曼拒絕了做兒童模特的邀請，全心投入表演。
1994年，她參加試鏡爭取呂克?貝松的電影《這個(gè)殺手不太冷》
中，與一名中年職業(yè)殺手成為朋友的小孩一角，并成功獲選。為保護(hù)隱私，波特曼隨后以她祖母的娘家姓“波特曼”取作藝名，但在該片DVD所收錄的導(dǎo)演剪輯版中，她屬名為娜塔莉?赫許勒。《這個(gè)殺手不太冷》于1994年11月18日上映時(shí)，波特曼年僅十三歲。同年她演出了短片《Developing》，該短片于電視播出。
1995年，波特曼接連演出了《盜火線》、《大家都說我愛你》及《火星人玩轉(zhuǎn)地球》等片，也在電影《美麗佳人》中擔(dān)任主角。
1997年，波特曼推掉了《洛麗塔》和《羅密歐與朱麗葉》的片約而去參演舞臺(tái)劇《安妮日記》，飾演安妮?法蘭克。她起初因電影《管到太平洋》中有全裸戲而推辭了的邀約，但在導(dǎo)演王穎與演員蘇珊?莎蘭登要求修改劇情后，加入了該片的演出陣容。該片于1999年末上映，波特曼以片中安?奧格斯特一角獲得金球獎(jiǎng)最佳女配角提名。
1998年，波特曼主演了《星球大戰(zhàn)前傳三部曲》中帕德梅?艾米達(dá)拉一角?！缎乔虼髴?zhàn)：幽靈的威脅》于1999年初上映。波特曼隨后與《女孩第一名》劇組簽約，在片中領(lǐng)銜演出堅(jiān)毅的年輕媽媽。在完成拍攝《女孩第一名》后，波特曼搬進(jìn)了哈佛大學(xué)宿舍，專心攻讀心理學(xué)學(xué)士。就讀哈佛期間，波特曼擔(dān)任過政治評(píng)論員的助手，展現(xiàn)對(duì)社會(huì)議題的關(guān)心。她曾投稿至哈佛的學(xué)生報(bào)，回應(yīng)一篇反以色列的文章。
在2000年6月至9月的暑假期間，波特曼在雪梨拍攝《星球大戰(zhàn)II：克隆人的進(jìn)攻》，并于倫敦進(jìn)行周邊制作。
2001年7月，波特曼加入了麥克?尼克斯導(dǎo)演、紐約公共劇院制作的契訶夫的戲劇《海鷗》，在其中飾演妮娜一角，與梅麗爾?斯特里普、凱文?克萊恩、菲利普?西摩?霍夫曼等人同臺(tái)對(duì)戲。該戲劇于中央公園的戴拉寇特劇院開幕演出。同年，波特曼與眾多明星一同于電影《超級(jí)名?！分锌痛莩?。波特曼也在電影《冷山》中與裘德?洛及尼科爾?基德曼同臺(tái)，扮演小角色。
2003年6月，波特曼取得了哈佛心理學(xué)學(xué)士學(xué)位。
2004年春天，她又回到故鄉(xiāng)耶路撒冷，在希伯來大學(xué)進(jìn)行研究生課程。
2006年3月，她以客座講師身份在哥倫比亞大學(xué)講授恐怖主義與反恐怖主義的課程，還引用了自己主演的電影《V字仇殺隊(duì)》中的內(nèi)容。
2008年5月，未滿27歲的娜塔莉?波特曼受邀成為戛納電影節(jié)評(píng)委。除了評(píng)審，她還帶來了自己導(dǎo)演的短片，收錄在短篇集《紐約，我愛你》之中，并拉來斯嘉麗?約翰遜加盟。同年9月，她帶著她的導(dǎo)演處女作、21分鐘短片《前夕》參加威尼斯電影節(jié)展映。這一年她獲得tccandler評(píng)選的全球最美臉蛋第一名。
2010年，她主演的《黑天鵝》上映，影片使她獲得第83屆奧斯卡最佳女主角獎(jiǎng)。同年，她還參演了大衛(wèi)?戈登?格林執(zhí)導(dǎo)的《王子殿下》和斯賓塞?薩瑟執(zhí)導(dǎo)的另類文藝片《海瑟》。
2011年5月8日，她主演的《雷神》在中國上映。
2012年7月16日，娜塔莉?波特曼現(xiàn)身《圣杯騎士》拍攝現(xiàn)場，影片于2013年上映。同年12月25日，美國《福布斯》公布了2012年好萊塢“最具性價(jià)比”演員榜單，娜塔麗?波特曼位列榜首，成為年度投資回報(bào)率最高的演員。
2013年的11月8日，娜塔莉?波特曼出演的《雷神2：黑暗世界》在美國上映。
2015年5月，娜塔莉?波特曼確認(rèn)在《性之基礎(chǔ)》（OnTheBasisOfSex）中飾演美國大法官魯絲?巴德?金斯伯格。8月21日，娜塔麗?波特曼在《福布斯》公布的2015全球最高薪女星排行榜中，以年收入600萬美元，排第18名。主演傳記電影《杰姬》，飾演“第一夫人”杰奎琳?肯尼迪。