Portman gimė 1981 m. birželio 9 d. Jeruzalėje. Jos tėvai yra žydai. Jos tėvai davė jai tradicinį hebrajų vardą "Neta-Lee". Ji yra vienintelė Shelley (gimė Stevens), Amerikos namų šeimininkė, kuri dirba kaip Portman agentas, ir Avner Hershlag, Izraelio vaisingumo specialistas ir ginekologas, vaikas. Jos seneliai iš motinos pusės, Bernice (gimė Hurwitz) ir Arthur Stevens (kurių šeimos pavardė iš pradžių buvo Edelstein), buvo iš žydų šeimų, persikėlusių į Jungtines Valstijas iš Austrijos ir Rusijos. Portman seneliai iš tėvų pusės, Mania (gimė Portman) ir Yehuda Hershlag, buvo žydų imigrantai į Izraelį.
1981 m.