Otcem obou dětí je herec Liev Schreiber, se kterým se potkala v dubnu 2005 při natáčení romantického snímku The Panted Veil.
Naomi se narodila v roce 1968 ve Velké Británii, odkud se po smrti otce přestěhovala do Austrálie. Tady nejprve zkoušela štěstí jako modelka, učarovalo jí ale herectví, proto se vydala do Hollywoodu. V roce 2001 na sebe upozornila ve filmu Davida Lynche Mulholland Drive, další role na sebe nenechaly čekat - 21 gramů, Kruh, King Kong...
O svém těhotenství se Watts nejčastěji baví s nejlepší kamarádkou Nicole Kidman, která je také těhotná. Obě herečky se znají už mnoho let, ještě z doby, kdy se v Austrálii obě snažily dostat k filmu.
