Русский и советский живописец, скульптор и график, заслуженный художник России. В раннем периоде творчества характерны черты кубизма. Лепил с натуры скульптурный портрет и серию зарисовок В. И. Ленина. Занимался оформлением театральный спектаклей, иллюстрировал книжные издания.
Советский живописец и график и скульптор Н.И. Альтман родился в Виннице в семье торговца. Отец будущего художника скончался от туберкулёза, когда мальчику было всего четыре года. Мать, не выдержав постоянной нужды, устав от страха погромов, уехала за границу, оставив сына на попечение бабушки. Мальчик мечтал стать художником и, невзирая на все жизненные неурядицы, в 1902 году он поступил в Одесское художественное училище. Здесь Натан одновременно учился на живописном отделении у К.К. Костанди и Г.А. Лодыженского и на скульптурном — у Л.Д. Иорини и И.И. Мармонэ.
В 1907 году Альтман бросил училище и уехал в Париж, чтобы продолжить там художественное образование. Художественная жизнь Парижа захватила художника, он сошёлся с кружком молодых авангардистов, среди которых был Марк Шагал, Александр Архипенко, Давид Штеренберг. Молодые художники с отчаянной смелостью экспериментируют с формой, по вечерам собираются в кафе, обсуждая работы друг друга, почти ежедневно основывая новые направления. Примкнув к «монпарнасской школе», Н.Альтман в Париже продолжает учиться в «Свободной русской Академии» (Академии М.Васильевой). В Париже художник искал себя. Париж начала ХХ века был колыбелью всех новых течений и веяний в изобразительном искусстве. За два года, проведённых там, художник увлекался импрессионизмом и фовизмом, кубизмом и копировал в музеях Веласкеса, Сурбарана, Эль Греко. В 1911 году он познакомился в Париже с Анной Ахматовой. Поэтесса дружила тогда с Модильяни, чей карандашный набросок стал первым в галерее ахматовских портретов.
Пробыв в Париже два года, Альтман вернулся на родину в Винницу. Художник стремился быть в центре художественной жизни, его влекло в Петербург. Но чтобы еврей мог жить в столице, он должен был иметь профессиональное образование. Альтман едет в Бердичев и там, в ремесленной управе сдает экзамен на художника по вывескам. С дипломом ремесленника молодой художник в 1912 году приехал в Петербург и устроился работать в витражную мастерскую.
В Петербурге Альтман погрузился в богемную жизнь и очень быстро стал популярен. Красивый, общительный, он располагал к себе. Его приглашали участвовать в выставках, он выставлялся со своими кубистическими работами в «Мире искусства» и в «Союзе молодежи».
В 1913 году в артистическом подвале «Бродячая собака» он опять случайно встретил Анну Ахматову. Она согласилась позировать ему. Сперва Альтман сделал дружеский шарж, знаменитый портрет, принесший ему известность, появился позже, в 1914 году, когда начались долгие сеансы в мастерской-мансарде на Васильевском острове, где Анна Ахматова жила в студенческом общежитии. Портрет Ахматовой произвёл огромное впечатление на художественной выставке в Петербурге в 1915 году. Критик Л.Бруни писал, что «это не вещь, а веха в искусстве». Портрет Альтмана сформировал образ Ахматовой для сознания публики, и она навсегда осталась для нас такой, как её увидел Альтман. Забавно, что сама поэтесса свой портрет не любила, обьясняя это тем, что не любит «всякую стилизацию в искусстве». Ей претил тот искусственно созданный образ, с которым её судьба и её личность не имела ничего общего.
В 1916 Альтман стал одним из основателей «Еврейского общества поощрения художеств». Среди основных его работ этого общества — графические циклы «Еврейская графика» и «Картинки Натана Альтмана» (1914-16), обложки альманахов «Сборники Сафрут» (1917) и нотных изданий «Культур-Лиги» (1918). Альтман наряду с Шагалом был один из главных художников «Еврейского ренессанса». Так называют возникший в 1910-х годах интерес к иудейским мотивам в изобразительном искусстве. С 1916 года он стал членом авангардистского объединения «Союз молодежи».
Революцию 1917 года художник встретил с восторгом. Он активно подключился к художественной работе на благо советской страны. Ему принадлежит эскиз флага РСФСР, отобранный Лениным как лучший, он пишет портреты видных революционных деятелей, лепит бюст А.В. Луначарского. Наркому понравилась эта работа, и он уговорил Ленина поручить Н. Альтману сделать и его портрет. В течении двух месяцев художник работал в кабинете Ленина над его скульптурным портретом. Эта работа стала первым портретом Ленина, который экспонировался за границей. На выставке в Париже в 1925 году Альтман получил за него Золотую медаль.
В 1918 году Альтман художественно оформляет первый советский парад, посвящённый годовщине Октябрьской революции — массовый спектакль, поставленный режиссером Н.Н. Евреиновым. Эта работа была крупнейшим по размаху авангардным явлением эпохи. Огромное количество статистов, переодетых солдат, должны были воссоздать революцию в виде грандиозного действа, преображающего вселенную и знаменующего революционное обновление. На оформление Дворцовой площади в Петрограде было затрачено пятьдесят тысяч квадратных метров дорогого кумача, что для голодного 1918 года было феноменально. Всвязи с этим вспоминаются строки А.Блока из поэмы «Двенадцать»:
Старушка убивается — плачет,
Никак не поймет, что значит,
На что такой плакат,
Такой огромный лоскут?
Сколько бы вышло портянок для ребят,
А всякий — раздет, разут…
Авангардные декорации изменили до неузнаваемости исторический центр Петрограда, как бы «разрушая» архитектурные памятники царизма и перечёркивая историческое прошлое. Например, подножие Александровского столпа было представлено в виде исполинского аутодафе. Однако «разрушение» это носило карнавальный, во многом иронический характер.
Альтман много работал в театре. В 1920–1928 художник сотрудничал с театром Габим и Государственным еврейским театром ГОСЕТ в Москве.
В 1921 году Н.Альтман был назначен Луначарским руководителем отдела ИЗО Наркомпроса в Москве.
В 1928 году Альтман с Еврейским театром едет на гастроли по Европе. Театр имел огромный успех. Альтман на 7 лет остаётся в Париже. В его творчестве появляются элементы «ар деко». Альтман пишет большое количество пейзажей, делает иллюстрации к Ветхому завету, иллюстрирует детские книги. В 1932 году он рисует декорации для «Театра Интернационального действия», созданного Анри Барбюсом. Н.Альтман выставляется на парижских выставках общества «Молодая Европа» в 1932 году и «Ассоциации революционных писателей и художников».
В 1936 году Альтман вернулся в СССР, но мало вписался в художественную соцреалистическую схему, которая была принята при Сталине. Художник живёт в основном книжными иллюстрациями и оформлением спектаклей, станковых вещей он пишет мало.
В 1968 году Альтману было присвоено звание «Заслуженный художник РСФСР». Скончался художник в Ленинграде и был похоронен на небольшом кладбище в Комарово. Его могила находится рядом с могилой Анны Ахматовой, которую он пережил только на четыре года.