Ressam ve yazar Luis Felipe Noé'nin oğlu olarak Buenos Aires'te doğdu. Arjantin'deki çalkantılı siyasi durum nedeniyle ailesiyle önce ABD'ye, sonra da Fransa'ya yerleştiler. Paris'teki Louis Lumière College'i bitirdi. İlk yönetmenlik deneyimini ise 1985 yılında 'Tintarella die Luna' adlı kısa filmi ile edindi. 18 dakikalık bu kısa filmde Noé, bir kasabada yaşayan, kocasını terk edip nehrin öbür yakasındaki sevgilisine giden kadının hikâyesini anlatmıştır. Bu çalışmasını yine bir başka kısa film olan 'Pulpe Almére' takip etti. 1988 yılında Noé, Arjantinli yönetmen Fernando E. Solanas'ın bir filminde asistanlık yaptı. 1991 yılında ücüncü kısa film çalışması 'Corne' ile ilk defa uluslararası sinema dünyasında kendisinden söz ettirmeye başladı. 40 dakikalık bu çalışması Cannes Film Festivali'nde SACD Ödülü kazandı. Bu ses getiren çalışmasından sonra pek çok televizyon yapımına imza attı.

1998 yılında ilk uzun metrajlı filmi olan Seul contre tous'u (I Stand Alone) çekti. Ağır seks ve ölüm sahneleri ile çok ses getirmiş olan bu film yine de Cannes olmak üzere birçok film festivalinde gösterildi ve çeşitli ödüller kazandı. 4 yıllık aradan sonra 2002 yılında ikinci uzun metrajlı filmi Dönüş Yok (İrréversible) ile Noé yeniden ortaya çıkmıştır. Monica Bellucci ve Vincent Cassel'in başrolde olduğu film, tıpkı önceki filmi gibi büyük tartışmalara yol açtı. Bu filmlerini 2009 yapımı Enter the Void ve 2015 yapımı Aşk (Love) filmleri izledi.

Noé, bir başka yönetmen Lucile Hadzihalilovic ile evlidir.