Née à Shoreham, en Angleterre, Naomi Watts est la fille de Peter Watts, qui fut l'un des organisateurs des tournées de concert des Pink Floyd dans les années 70. Après avoir passé une partie de son enfance en Grande-Bretagne, Naomi suit sa famille, partie s'installer en Australie. C'est là qu'elle s'initie à l'art dramatique en fréquentant de nombreuses écoles, dont The Actor's Center à Sydney. A 18 ans, elle décroche son premier rôle dans For Love Alone, un drame romantique, et tourne cinq films autres films