Умер в Москве 26 июля 1976 года.
Увлекался музыкой, театром, шахматами, фотографией, электротехникой и даже радиолюбительством. Чтобы прокормить семью, с 14 лет был вынужден работать: 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 частном кирпичном заводе в городе Буча.
В 1929 году перевёлся в Московский институт кинематографии. В 1932 году он окончил его и до 1951 года работал постановщиком и режиссёром мультипликационных, научных и учебных фильмов.
В годы Великой Отечественной войны Носов занимался режиссурой учебных военно-технических фильмов для РККА.
В 2008 году к 100-летию со дня рождения Н. Н. Носова Центральный Банк РФ выпустил серебряную монету.
В апреле 2018 г. в Святошинском районе Киева новая улица названа в честь Николая Носова.
Характеры и манера речи множества персонажей «Незнайки» списаны Носовым с детей его друзей.
Признавался, что для написания детской литературы необходимо очень много знаний и не только в области литературы.
За книги о Незнайке награждён почётной Сталинской премией третьей степени.