1994 год навсегда изменил ее жизнь и актерскую карьеру. Отказавшись от предложения агента стать моделью, Натали продолжает упорно работать над собой. Судьба была благосклонна к этой талантливой и целеустремленной девочке, подарив великолепный шанс сыграть главную роль в картине Люка Бессона "Леон". Тогда она носила фамилию Хершлаг, которая значится в титрах к фильму. Кинокритики были едины во мнениях - эта необычайно талантливая тринадцатилетняя девочка еще многого добьется. И не ошиблись.
За громким дебютом последовали другие успешные роли в следующих фильмах: "Схватка" с Аль Пачино и Робертом Де Ниро, мюзикл Вуди Аллена "Все говорят, что я люблю тебя", "Марс атакует!" Тима Бертона. Знаменательной стала работа с Джорджем Лукасом. Портман сыграла королеву планеты Набу - Падме. Интересным фактом стало то, что в роли служанки Сабэ выступила Кира Найтли, которая внешне достаточно сильно похожа на Натали. Это повлияло на дальнейшую карьеру Найтли, которая удостоилась этой роли только благодаря невероятному сходству с Портман.
Из многочисленных ролей актрисы следует особо отметить "Мои черничные ночи" Вонга Кар Вая, где Портман играет одну из второстепенных ролей - девушку-игрока Лесли. Эта роль получила невероятно высокие оценки критиков, которые отмечали, что "на этот раз она играет не беспризорницу или ребенка-принцессу, а зрелую, склонную к полноте женщину, и актриса уже не может использовать на благо в кадре свою привлекательную внешность". И, конечно же, оскароносная роль в картине "Черный лебедь" Даррена Аронофски тоже заслуживает внимания зрителей и кинокритиков.