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  1981年,波曼出生于耶路撒冷,本名娜塔-李·赫许勒()。她的父亲阿夫纳·赫许勒是以色列医师,有犹太血统,主修生育与生殖内分泌科。她的母亲雪莉·史蒂文斯则是美国籍家庭主妇,有犹太血统,现担任波曼的经纪人。波曼的母方是来自奥地利与俄国的犹太人,父方则是自波兰与罗马尼亚移居到以色列的犹太人。她父系曾祖父母死于奥斯威辛集中营,其中她的曾祖母出生于罗马尼亚,曾在二次大战期间为英国担任间谍。  波曼的双亲在俄亥俄州立大学的犹太学生活动中心相遇,她的母亲在那里卖车票。她的父亲后来返回以色列,但二人仍维持书信往来,并于数年后她母亲作客以色列时结婚。1984年,当时三岁的波曼和家人一起搬到美国,她的父亲在当地接受医疗训练。他们一家人住在华盛顿哥伦比亚特区,波曼则就读于查尔斯·史密斯犹太日校,但随后于1988年迁居至康涅狄格州,并在1990年后长年定居纽约长岛。波曼曾表示,尽管她「很爱这片土地,但我的心属于耶路撒冷。那里才是我的家。」她是家中的独生女,与父母十分亲近。她的父母很少缺席波曼任何一部电影的首映会。

  虽然波曼表示她的家庭并没有笃信犹太教,但她读的是公立小学——纽约峡谷海湾的所罗门·谢克特学校。她高中则就读于公立的长岛高中。波曼曾为了准备高中期末考而缺席《星际大战首部曲:威胁潜伏》的首映会。  2003年6月,波曼自哈佛大学毕业,取得心理学学士头衔。住宿在洛威尔学院,并曾投稿至《绯红报》("",哈佛学生报),回应一篇反以色列的文章。  2004年春季,波曼到了耶路撒冷希伯来大学进行研究生课程。2006年3月,她获哥伦比亚大学邀请以恐怖主义与反恐怖主义为主题演讲,探讨她所主演的电影《V怪客》。  波曼除了会说希伯来语与英语二种语言,她也学了法语、日语、德语及阿拉伯语。  作为学生,波曼与他人合著了二篇学术论文,皆发表于专业科学期刊上。她于1998年所写的高中论文「探讨以糖制备氢气的简易酵素法」曾获英特尔科学人才探索奖。2002年,波曼在哈佛深造心理学期间,投身研究一种名为「物体恒存时额叶的活化」的记忆。

  2012年8月4日在加利福尼亚的大苏尔与Benjamin Millepied举行私人婚礼,他们的第一个孩子在2011年6月14日出生。

  

  波曼自四岁起开始学舞,并在当地舞团里表演。十岁时,波曼受一位露华浓公司经纪人之邀担任儿童模特儿,但她婉拒了,决定全心投入表演。在一次杂志访谈中,波曼表示她「......和其他小孩很不一样。我比较有野心,我知道我喜欢什么、想要什么,所以我很努力。我是个很稳重、认真的孩子。」  波曼将学校假期的空闲时间用于参加戏剧营。她十岁时参加了戏剧《残忍!》(暂译,"Ruthless!",描述一个女孩为夺取校内戏剧主角的角色,而筹备了一场谋杀案)的面试,并被选为劳拉·贝尔·邦迪的替角。  1994年,她参加试镜争取卢·贝松的电影《终极追杀令》中,与一名中年职业杀手成为朋友的小孩一角,并成功获选。为保护隐私,波曼随后以她祖母的娘家姓氏「波曼」当作艺名;但在该片DVD所收录的导演剪辑版中,她署名为娜塔莉·赫许勒。《终极追杀令》于1994年11月18日上映时,波曼年仅十三岁。同年她演出了短片《Developing》,该短片于电视播出。

  1990年代中期,波曼接连演出了《烈火悍将》、《大家都说我爱你》及《星战毁灭者》等片,也在电影《美丽佳人》中担任主角。她原是戏剧《罗密欧与茱丽叶》中茱丽叶一角的演员首选,但后来制作人认为她的年纪与剧中不合。1997年,波曼演出了百老汇改编的《安妮日记》,饰演安妮·法兰克。她起初因电影《管到太平洋》中有全裸戏而推辞了的邀约,但在导演王颖与演员苏珊·莎兰登要求修改剧情后,加入了该片的演出阵容。该片于1999年末上映,波曼以片中安·奥格斯特一角获得金球奖最佳女配角提名。杂志《沙龙》的评论家玛莉·伊丽莎白称波曼令人「大为惊奇」,并形容她「不像任何一位同龄女演员,她既不会太脆弱、也不过于刚毅。」1990年代晚期,波曼主演了《星际大战前传三部曲》中帕德梅·艾米达拉一角。《星际大战首部曲:威胁潜伏》于1999年初上映。波曼随后与《女孩第一名》剧组签约,在片中领衔演出坚毅的年轻妈妈。

  在完成拍摄《女孩第一名》后,波曼搬进了哈佛大学宿舍,专心攻读心理学学士。在1999年的一次访问中,她表示除了《星际大战》系列外,接下来的四年她要全神贯注于学业、不会接拍任何电影。在2000年6月至9月的暑假期间,波曼在雪梨拍摄《星际大战二部曲:克隆人全面进攻》,并於伦敦进行周边制作。2001年7月,波曼加入了麦克·尼克斯导演、纽约公共剧院制作的契诃夫的戏剧《海鸥》,在其中饰演妮娜一角,与梅莉·史翠普、凯文·克莱恩、菲利普·西摩·霍夫曼等人同台对戏。该戏剧于中央公园的戴拉寇特剧院开幕演出。同年,波曼与众多明星一同于电影《名模大间谍》中客串演出。波曼也在电影《冷山》中与裘德·洛及妮可·基嫚同台,扮演小角色

  波特曼还是一位环保提倡者,于2008年为Te Casan设计了纯素材质环保鞋系列,她设计的品牌系列“The Natalie Portman Collection”,于同年2月在纽约开卖,并且这个系列收入的5%的将会捐给慈善团体做公益事业用。由于波特曼一名严格的素食主义者,特别关爱动物,所以她从不穿有动物皮毛的衣服,但是她发现很难买到没有动物皮的鞋子,所以她通过她的造型师Kate Young与Te Casan的主席Yaniv Shirazi的沟通达成了合作协议,波特曼为Te Casan设计的这个系列鞋子,不使用动物皮革而选用人造皮革等,并且鞋子的命名都将以P开头。  此外,波特曼还担任天桥骄子第五季第二场比赛——环保服装设计的特邀评委。
娜塔-李·赫许勒(,英语:Neta-Lee Hershlag;1981年-6月9日),艺名娜塔莉·波特曼(英语:Natalie Portman,),是一名童星出身的以色列裔美国女演员,第83届奥斯卡最佳女主角奖得主,哈佛大学校友。