پورتمن در هشتاد و سومین دوره جوایز اسکار در ۲۰۱۱، که او در آن‌جا برندهٔ جایزهٔ بهترین بازیگر زن شد.
پورتمن بعد از اینکه کمدی هشر (۲۰۱۰) را تهیه‌کنندگی کرد و در آن با جوزف گوردون لویت هم‌بازی شد، نقش بالرین آشفته‌ای در آرزوی اجرای دریاچه قو را در وحشت روان‌شناختی قوی سیاه به کارگردانی دارن آرونوفسکی ایفا کرد. او از سوی بالرین حرفه‌ای، مری هلن باورز، آموزش دید و در مرحلهٔ آماده‌سازی، به مدت شش ماه روزانه پنج تا هشت ساعت تمرین می‌کرد و ۲۰ پوند (۹ کیلوگرم) از وزنش را از دست داد. نقش‌آفرینی او تحسین شد. عملکرد این فیلم ابتدا در گیشه ناموفق بود اما سپس بهبود یافت بیش از ۳۰۰ میلیون دلار در سراسر جهان فروش داشت و پورتمن برندهٔ جایزهٔ اسکار بهترین بازیگر زن شد. پس از برد اسکار، بحث و جدال بر سر اینکه چه کسی بخش عمده‌ای از رقص روی صحنه را در فیلم اجرا می‌کند، به وجود آمد. سارا لین که یکی از دوبلورهای رقص پورتمن در این فیلم بود، مدعی شد که او تنها حدود پنج درصد نماهای تمام بدن را اجرا کرده‌است، و افزود که تهیه‌کنندگان فیلم از او خواسته‌اند که در طول فصل جوایز در مورد آن صحبت علنی نکند. آرونوفسکی تأکید کرد که پورتمن ۸۰ درصد از رقص روی صحنه را اجرا کرده‌است و از او دفاع کرد.
پورتمن ژاکلین کندی را در زندگی‌نامه‌ای ژکی (۲۰۱۶) به تصویر کشید. داستان این فیلم دربارهٔ زندگی کندی بلافاصله پس از ترور همسرش در سال ۱۹۶۳ است. او در ابتدا هراس داشت که نقش چهرهٔ عمومی به‌خوبی شناخته‌شده‌ای را ایفا کند، و در نهایت با تماشای فیلم‌های کندی، خواندن کتاب‌ها و گوش دادن به نوارهای صوتی مصاحبه‌های او، تحقیقات گسترده‌ای در مورد کندی انجام داد. او همچنین برای تطبیق سبک صحبت کردن منحصر به فرد کندی با یک مربی گویش کار کرد. دیوید رونی از هالیوود ریپورتر آن را یک «نقش‌آفرینی تابان» نامید و افزود که «جکی او هم غیرقابل درک و هم بی‌آلایش و غمگین است اما مسلماً سرسخت و مقاوم، یک آشفتگی و در عین حال بسیار با وقار است». او جایزهٔ سینمایی انتخاب منتقدان بهترین بازیگر زن را کسب کرد و نامزد دریافت جایزهٔ اسکار بهترین بازیگر زن شد.
پورتمن در سال ۲۰۲۲ نقش جین فاستر را در فیلم دنباله‌ای ثور: عشق و تندر بازآفرینی کرد که در آن کاراکتر او به ثور قدرتمند تبدیل می‌شود. او پس از ملاقات با کارگردان تایکا وایتیتی موافقت کرد تا به این فرنچایز بازگردد. وایتیتی به او پیشنهاد کرد تا کاراکترش را به شیوه‌ای «ماجراجویانه و سرگرم‌کننده و خنده‌دار» به تصویر بکشد. نیک آلن در RogerEbert.com گفت: «نقش‌آفرینی پورتمن هم در حالت انسانی و هم در حالت قهرمانانه‌اش، بیان می‌کند که چرا دیدن دوباره جین عالی است.» این فیلم بیش از ۷۵۵ میلیون دلار در سرار جهان فروش داشت.