Hun er eneste barn af Shelley (født Stevens), en amerikansk husholderske, der arbejder som Portmans agent, og Avner Hershlag, en israelsk fertilitetsspecialist og gynækolog. Hendes bedsteforældre, Bernice (født Hurwitz) og Arthur Stevens (hvis familienavn oprindeligt var Edelstein), var fra jødiske familier, der flyttede til USA fra Østrig og Rusland. Portmans bedsteforældre, Mania (født Portman) og Yehuda Hershlag, var jødiske indvandrere til Israel.
USA og Israel