Николай Николаевич Носов родился 23 ноября 1908 года в Киеве в семье эстрадного артиста. В школьные годы хотел стать музыкантом и долго мечтал, чтобы ему купили скрипку. После покупки скрипки Николай понял, что учиться музыке нелегко, и скрипка была заброшена. Затем были увлечения театром, шахматами, фотографией, электротехникой и радио.
С 14 лет Носов работал газетным торговцем, землекопом, косарём, чернорабочим на бетонном заводе, частном кирпичном заводе. В 19 лет поступил в Киевский художественный институт, но через два года перевелся в Московский институт кинематографии, после окончания которого занялся режиссурой учебных фильмов для Красной армии, за эту деятельность награжден в 1943 году орденом Красной Звезды.

С 1938 года Николай Носов начинает писать детские рассказы. В том же году выходит в свет его первый рассказ для детей «Затейники». Как говорил сам автор, писать для детей он начал случайно – сперва просто рассказывал сказки маленькому сынишке и его друзьям. Позже он много пишет для детского журнала «Мурзилка». В 1945 году увидел свет первый сборник Носова «Тук-тук-тук», в который вошли рассказы «Затейники», «Живая шляпа», «Огурцы», «Чудесные брюки», «Мишкина каша», «Огородники».

В 1949 году выходит его первая повесть для юного поколения – «Веселая семейка». Этот жанр продолжают «Дневник Коли Синицына», «Витя Малеев в школе и дома», за последнюю в 1952 году Носов был награжден Сталинской премией. Всенародной любовью пользовалась его трилогия о Незнайке: «Приключения Незнайки и его друзей», «Незнайка в Солнечном городе», «Незнайка на Луне». В 1969 году автор был награжден за нее Государственной премией РСФСР им. Н.К. Крупской.

В более поздние годы выходят автобиографические произведения писателя: «Повесть о моем друге Игоре» и «Тайна на дне колодца». Известен он и как режиссер многих научно-популярных и детских мультипликационных фильмов.
Николай Николаевич Носов умер в Москве 26 июля 1976 года, похоронен на Кунцевском кладбище.