Николай Николаевич Носов родился 23 ноября 1908 года в Киеве в семье эстрадного актера. Детство и юность пришлись на годы Первой мировой войны, революции и тяжелого послереволюционного времени. Он рано начал помогать семье: торговал газетами, работал землекопом и косарем, а после семилетней школы трудился чернорабочим на кирпичном заводе. При этом будущего писателя увлекали музыка, театр, сочинительство, шахматы, фотография и электротехника.
В 1927 году он поступил в Киевский художественный институт, а в 1929 году перевелся в Московский государственный институт кинематографии, который окончил в 1932 году. Затем работал режиссером анимационных, научно-популярных и учебных фильмов. Этот этап продолжался до 1951 года.
Литературный дебют состоялся в 1938 году, когда в журнале «Мурзилка» был опубликован рассказ, сочиненный для сына. Автор писал для детей о школьниках и сказочных коротышках, которые дружат, фантазируют, берутся за новые дела и попадают в смешные переделки. Его герои учатся ответственности, взаимовыручке, трудолюбию и находчивости, а ясная разговорная интонация делает их заботы и маленькие победы близкими юным читателям.
Самым известным созданным им героем стал наивный, озорной и любознательный Незнайка. Произведения писателя экранизируют, по ним создают мультфильмы и аудиокниги, ставят спектакли. Он был удостоен Сталинской премии.