Su primera puesta en escena se dio cuando ella apenas tenía 12 años en León el Profesional donde interpreta a Mathilda, una niña que se vengará de la matanza de su familia por parte de unos agentes de la DEA (Fuerza Administrativa de Drogas). Una curiosidad de este film es que los padres de Natalie Portman obligaron a que se suprimieran unas escenas en las que su hija aparecía desnuda.
Portman interviene con un papel corto en Mars Attacks, de Tim Burton interpretando a la hija del presidente de EEUU.
Romeo y Julieta fue su talón de Aquiles ya que tuvo que abandonar el rodaje debido a la diferencia de edad entre ella y Leonardo DiCaprio siendo sustituida por Claire Danes que le llevaba apenas tres años.
Lo primero que hizo Natalie al cumplir los 18 fue dejar a sus asesores e independizarse de su familia siendo su siguiente película La fuerza del amor en la que protagoniza su primera escena de cama. Una chica de diecisiete años y embarazada que viaja con su novio hasta que éste la abandona es el papel que desempeña en este largometraje.
Sin duda alguna el personaje que interpretó Natalie Portman más conocido fue el de la Reina Amidala en Star Wars. Su caracterización y cambios de personalidad debidos a la edad, consiguieron que este personaje fuera uno de los más queridos por los cinéfilos y amantes de esta saga de ciencia ficción.
A partir de 2004 Portman encamina su carrera a papeles más serios y adultos, como en Closer, en el que da vida a una bailarina nudista que se siente atraída por un médico. Gracias a esta película ganó un Globo de Oro como Mejor Actriz Secundaria.
Natalie no se negó a cambiar de look en V de Vendetta en donde aparece con la cabeza totalmente rapada. Aquí interpreta a Evey, una joven que es rescatada por un terrorista sobrehumano y se convierte en su mano derecha, aunque más adelante le traicionará.
Una cara perfecta y angelical es el factor principal de cada uno de estos personajes y la dueña de este perfil es Natalie Portman. Una actriz que a pesar de sus 26 años va creciendo a pasos agigantados en el mundo del cine.