Родился 23 ноября 1908 года, в Киеве, в семье актёра эстрады. Детство его прошло в посёлке Ирпень, недалеко от Киева, где мальчик и начал учиться в гимназии. Разносторонне одарённый мальчик, Носов с гимназических лет увлекался музыкой, театром, сочинительством — наряду с шахматами, фотографией, электротехникой, радиолюбительством, был газетным торговцем, землекопом, косарём и т. п. После 1917 года гимназия была реорганизована в школу-семилетку. Закончив её в 1924 году, он работал чернорабочим на бетонном заводе в Ирпене, потом на кирпичном в городе Буча. В 1927—1929 учился в Киевском художественном институте, откуда перевёлся в Московский институт кинематографии. В 1932—1951 — режиссёр-постановщик мультипликационных, научно-популярных и учебных фильмов. Начал публиковать рассказы в 1938: «Затейники», «Живая шляпа», «Огурцы», «Чудесные брюки», «Мишкина каша», «Огородники», «Фантазёры» и др., напечатанные главным образом в «малышовом» журнале «Мурзилка» и составившие основу первого сборника Носова «Тук-тук-тук». По словам самого Носова, в литературу он пришёл случайно: родился сын, и нужно было рассказывать ему всё новые и новые сказки, забавные рассказы для него и его приятелей-дошкольников. Носов ввёл в детскую литературу нового героя — наивного и здравомыслящего, озорного и любознательного непоседу, одержимого жаждой деятельности и постоянно попадающего в необычные, зачастую комические ситуации. Широкую популярность завоевали и его повести для подростков «Весёлая семейка» (1949), «Дневник Коли Синицына» (1950), «Витя Малеев в школе и дома» (1951), кинофильм «Два друга» по книге, 1954.