2010 begannen die Dreharbeiten zu Darren Aronofskys "Black Swan" (2010). In dem Psychothriller war Portman in der Titelrolle einer ehrgeizigen Balletttänzerin zu sehen, die ihr zahlreiche Filmpreise sowie ihren zweiten Golden Globe Award und ihren ersten Oscar einbrachte. 2015 wurde ihre Verfilmung des autobiografischen Romans "Eine Geschichte von Liebe und Finsternis" von Amos Oz bei den Internationalen Filmfestspielen von Cannes erstmals gezeigt. 2016 übernahm sie in Pablo Larraíns Spielfilm "" die Rolle der Präsidentengattin Jacqueline Kennedy, was Portman eine dritte Oscar-Nominierung einbrachte.