Pada Mei 1999, ia membintangi film ‘Star Wars Episode I: The Phantom Menace' sebagai Queen Amidala.
Pada tahun 2000, Natalie Portman memainkan peran 'Novalee Nation', seorang gadis hamil berusia tujuh belas tahun, yang ditinggalkan oleh pacarnya dalam film, 'Where the Heart Is'.
Pada tahun 2002, Natalie Portman kembali berperan sebagai Queen Amidala dalam sekuel film 'Star Wars', 'Star Wars Episode II: Attack of The Clones'.
Natalie Portman membintangi film drama komedi, 'Garden State' pada tahun 2004 dan di tahun yang sama juga Portman memainkan peran sebagai Alice Ayres dalam film, 'Closer'.
Pada tahun yang sama, ia bermain sendiri di serial TV, 'Sesame Street'.
Natalie Portman kembali membintangi film ‘Star Wars Episode III: Revenge of the Sith' dan film, 'Free Zone' di tahun 2005.
Tahun berikutnya, Natalie Portman menjadi pembawa acara episode 'Saturday Night Live' dan menceritakan film dokumenter, 'Genosida Armenia'.
Pada tahun 2006, Natalie Portman membintangi film ‘V for Vendetta’ dan ‘Paris, je t’aime’.
Natalie Portman menjadi pengisi suara dalam episode 'Little Big Girl' (2007) dari sitkom animasi, 'The Simpsons'.
Tahun berikutnya, Natalie Portman berperan sebagai Anne Boleyn di film drama, 'The Other Boleyn Girl'.