Натали свободно говорит на пяти языках: иврите, английском, французском, японском и немецком. Последний она, на удивление всей съемочной группе, за считанные дни выучила во время работы над картиной ««V» значит Вендетта» в Берлине, где проходила часть съемок.
Предки актрисы по материнской линии — евреи из Российской империи и Австро-Венгрии (они иммигрировали в США из Кавского и изменили фамилию с Эдельштейн на Стивенс), а по отцовской линии — из Румынии и Польши.
Настоящая фамилия Натали — Херцшлаг (в переводе — «сердечный удар»). Сценический псевдоним (Портман) — девичья фамилия бабушки актрисы по материнской линии.
Летом 2005 года она инкогнито путешествовала по Гватемале, спала в палатке и общалась с местными жителями.
Портман с детства является вегетарианкой и защищает права животных и окружающую среду, была членом труппы «World Patrol Kids».
Натали Портман исполнила одну из главных ролей в видеоклипе Пола МакКартни на песню «Dance Tonight», режиссером которого выступил Мишель Гондри.
Натали признается, что бросила одного из своих бойфрендов, так как он обвинял ее в том, что она слишком много думает. Был ли это комедийный актер Лукас Хаас или мексиканец Гаэль Гарсия Берналь, актриса не уточняет.
Когда после съемок ''V' значит Вендетта' бритоголовая Натали отправилась в Нью-Йорк, то была остановлена полицией за подозрительный вид и уличена... в отсутствии регистрации.
Портман с отличием окончила школу и поступила в Гарвард на факультет психологии.
Настоящая фамилия Натали — Херцшлаг. Сценический псевдоним (Портман) — девичья фамилия бабушки актрисы по материнской линии.