Naomi Ellen Watts lahir pada 28 September 1968 di Shoreham, Inggris, dari pasangan Myfanwy Edwards (dealer antik dan perancang kostum) dan Peter Watts (manajer tur Pink Floyd). Setelah ayahnya meninggal saat dia berumur tujuh tahun, keluarganya berpindah-pindah dan akhirnya menetap di Australia, tanah kelahiran nenek ibunya. Sejak kecil, Naomi tertarik dengan dunia akting dan mengikuti kelas akting setelah keluarga mereka di Australia.

Karir awal Naomi dimulai dengan peran kecil di iklan dan film seperti For Love Alone (1986). Ia bertemu sahabat dekat Nicole Kidman saat audisi iklan dan mereka pernah berbagi taksi pulang. Di tahun 1991, Naomi membintangi Flirting bersama Nicole, yang menjadi hit layar lebar, dan tampil di serial Australia Brides of Christ.

Meski awalnya mendapat peran kecil dan film cult seperti Tank Girl (1995), Naomi mulai dikenal setelah bekerja sama dengan sutradara David Lynch di Mulholland Drive (2001), yang memperlihatkan kemampuan akting dan rentang karakternya yang luas. Kesuksesan besar diraih lewat The Ring (2002), yang secara komersial sangat sukses dan mengangkat namanya di dunia internasional.

Setelah itu, Naomi mendapatkan nominasi Oscar untuk 21 Grams (2003) dan berperan sebagai Ann Darrow di King Kong (2005). Ia juga bermain di komedi I Heart Huckabees (2004) sebagai perubahan dari peran dramatisnya. Tahun 2005, film Samara membuka jalan sebagai box office dan memperkokoh statusnya sebagai aktris papan atas.

Selain karir film, Naomi juga memproduksi dan membintangi film Ellie Parker (2001), yang menggambarkan perjuangan seorang aktris di Hollywood. Pada tahun 2007, Naomi melahirkan putra pertamanya, Alexander. Ia terus membintangi film-film kritis seperti Funny Games, Eastern Promises, dan The International. Ia tetap aktif dan diakui sebagai salah satu aktris terbaik generasinya.

Hingga saat ini, Naomi Watts dikenal karena kemampuan aktingnya yang kuat dan peran berbeda, dari drama, horor, hingga aksi. Ia menjalani kehidupan pribadi bahagia bersama Liev Schreiber dan dua anaknya. Kariernya yang cemerlang menunjukkan dedikasi tinggi dalam dunia perfilman.