Hänen vanhempansa kuolivat vuonna 1999 Auschwitzin keskitysleirillä. Portmanin isovanhemmat olivat Avner Hershlag, israelilainen hedelmällisyysasiantuntija ja gynekologi. Hänen isoisänsä äidin puolelta, Bernice (syntynyt Hurwitz) ja Arthur Stevens (joiden sukunimi oli alun perin Edelstein), olivat juutalaisia perheitä, jotka muuttivat Yhdysvaltoihin Itävallasta ja Venäjältä. Portmanin isovanhemmat isän puolelta, Mania (syntynyt Portman) ja Yehuda Hershlag Zvi, olivat juutalaisia maahanmuuttajia Israeliin.
Yhdysvallat ja Israel