पोर्टमैन का जन्म इज़रायल के जेरूसलम में हुआ था। उनके पिता, ऐवनर हर्शलैग, एक इज़रायली डॉक्टर हैं जो उर्वरता और प्रजनन (प्रजननात्मक अंतःस्त्राविका) के विशेषज्ञ हैं। उनकी मां, शेली स्टीवन्स, एक अमेरिकी गृहिणी है जो अब उनकी एजेंट के रूप में काम करती हैं। पोर्टमैन के मातृ पूर्वज ऑस्ट्रिया और रूस के यहूदी थे और उनके पैतृक पूर्वज वे यहूदी थे जो पोलैंड और रोमानिया से इज़रायल में आकर बसे थे। उनके दादा के माता-पिता की मृत्यु ऑशविट्ज़ में हुई थी और रोमानिया में जन्मी उनकी परदादी द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान एक ब्रिटिश जासूस थी।

पोर्टमैन के माता-पिता ओहियो स्टेट विश्वविद्यालय के एक यहूदी छात्र केंद्र में मिले थे जहां उनकी मां टिकट बेच रही था। उनके पिता इज़रायल लौट गए और दोनों ने पत्रों के माध्यम से संपर्क बनाए रखा और जब उनकी मां कुछ साल बाद इज़रायल गई तब दोनों ने शादी कर ली। 1984 में, जब पोर्टमैन तीन साल की थी, उनका परिवार संयुक्त राज्य अमेरिका चला गया, जहां उनके पिता ने मेडिकल प्रशिक्षण प्राप्त किया। यह परिवार सबसे पहले D.C. के वॉशिंगटन में रहते थे, जहां पोर्टमैन ने चार्ल्स ई. स्मिथ जेविश डे स्कूल में प्रवेश लिया, लेकिन जब वे 1988 में कनेक्टिकट में रहने लगे तब वे 1990 में न्यूयॉर्क के लाँग आइलैंड में स्थायी रूप से बस गए। पोर्टमैन ने कहा है कि हालांकि वह "वास्तव में संयुक्त राज्य अमेरिका को बहुत पसंद करती [है]... मेरा दिल जेरूसलम में है। वहीं मुझे बहुत आराम मिलता है।" वह इकलौती बच्ची हैं और अपने माता-पिता के बहुत करीब हैं, जो अक्सर उनकी फ़िल्म के प्रीमियरों में उनके साथ दीख जाते हैं।

निजी जिन्दगी
वर्ष 2006-वर्तमान
प्रारम्भिक जीवन
2000-2005