نائومی الن واتس در ۲۸ سپتامبر ۱۹۶۸ در شهر شورهام-بای-سی در کِنت انگلستان به دنیا آمد، که توضیحدهنده تلفظ خاص و لهجه ملایم بریتانیایی او در کنار لهجه استرالیایی است. مادرش، میوانووا (میوی)، یک طراح مد با اصالت ولزی و پدرش، پیتر واتس، مدیر تور و صدابردار گروه معروف پینک فلوید بود؛ هرچند پدرش زمانی که نائومی تنها چهار سال داشت از مادرش جدا شد و متأسفانه در هفت سالگی نائومی درگذشت. پس از این واقعه، مادرش تصمیم گرفت با دو فرزندش (نائومی و برادر بزرگترش، بن) به نورفولک و سپس در سن ۱۴ سالگی نائومی، در سال ۱۹۸۲، به سیدنی استرالیا مهاجرت کند، جایی که نائومی بخش عمدهای از نوجوانی و جوانی خود را سپری کرد و ریشههای حرفهای او در آنجا شکل گرفت.
واتس فعالیت هنری خود را ابتدا در استرالیا و با حضور در تبلیغات تلویزیونی و سریالهایی چون «عروس دریایی» آغاز کرد، اما نقطه عطف واقعی حرفه او زمانی بود که در سن ۲۸ سالگی و پس از تجربهای سخت در هالیوود، توسط کارگردان دیوید لینچ برای بازی در نقش اصلی فیلم مرموز «مولنددرایو» (۲۰۰۱) انتخاب شد، که این نقش او را به یک ستاره بینالمللی تبدیل کرد و تحسین گسترده منتقدان را برای اجرای پیچیده و چندبعدیاش به همراه آورد. پس از این موفقیت، او در فیلمهای بلوکباستری مانند «حلقه» (۲۰۰۲)، «۲۱ گرم» (۲۰۰۳) — که برای آن نامزد جایزه اسکار بهترین بازیگر زن شد — و «کینگ کونگ» (۲۰۰۵) در نقش آن دارو ظاهر شد و توانایی خود را در ژانرهای مختلف از ترسناک و درام تا اکشن اثبات کرد.
از دیگر نقاط درخشان کارنامه او میتوان به بازیهای قدرتمند در فیلمهایی مانند «غیرممکن» (۲۰۱۲) در نقش یک مادر مصمم در فاجعه سونامی، «سنت وینسنت» (۲۰۱۴)، و سریال تلویزیونی «گیپ» (۲۰۱۹) اشاره کرد که برای این سریال نیز نامزد دریافت جایزه امی شد. زندگی شخصی او نیز مورد توجه رسانهها قرار داشته است؛ او از سال ۲۰۰۵ تا ۲۰۱۶ با بازیگر همکشوریاش، لیو شرایبر، رابطه داشت که حاصل آن دو پسر به نامهای ساشا (متولد ۲۰۰۷) و ساموئل کای (متولد ۲۰۰۸) است. نائومی واتس که یک بازیگر چندملیتی به شمار میرود، به دلیل تعهد عمیق به نقشهایش، توانایی بیان احساسات پیچیده و حفظ حضور مستمر و متنوع در سینمای مستقل و تجاری شناخته شدهاست و همچنان به عنوان یکی از بانفوذترین بازیگران زن نسل خود در صنعت فیلم فعالیت میکند.