В 1927–1929 годах учился в Киевском художественном институте, откуда перевёлся в ГИК (окончил в 1932 году). В 1932–1951 годах — режиссёр анимационных (1932-1933, на студии «Союзкино»), научно-популярных и учебных (с 1934 года) фильмов. Имел боевую награду за создание серии инструктивных оборонных фильмов. Публиковать рассказы начал в 1938 году. Участник Великой Отечественной войны. Автор книг: «Витя Малеев в школе и дома» (1951), «Приключения Незнайки и его друзей»(1954), «Фантазёры» (1957), «На литературные темы» (1957), «Незнайка в Солнечном городе» (1958), «Незнайка на Луне» (1965), «Иронические юморески» (1969), «Повесть о моём друге Игоре» (1972) и др. По книгам и сценариям Носова снято много игровых и анимационных фильмов.
Похоронен в Москве на Кунцевском кладбище. призы и награды Лауреат Госпремии СССР (1952). Лауреат Госпремии РСФСР имени Н.К. Крупской (1969).