Закончив его, почти двадцать лет, с 1932 по 1951, работал в кино. Был режиссёром мультфильмов, научных и учебных картин. Во время Великой Отечественной войны снимал, как режиссёр, военно-технические фильмы. В 1943 году за заслуги в деле боевой подготовки танковых сил Красной Армии был награждён орденом Красной Звезды.
Писать начал в 1938 году. В сентябрьском номере журнала «Мурзилка» был напечатан первый рассказ Носова — «Затейники». Затем рассказы приняты журналами «Костёр», «Затейник», газетой «Пионерская правда». Работа в детской литературе постепенно становилась основным делом. В 1952 году за повесть «Витя Малеев в школе и дома» Носову была присуждена Государственная премия СССР, а в 1969 году за трилогию о Незнайке — Государственная премия РСФСР имени Крупской. В 1967 году писатель награждён орденом Трудового Красного Знамени.
Так высоко был оценён труд Носова в советской детской литературе. Однако сам писатель к себе относился строго. В автобиографии, названной «О себе и о своей работе», едва ли наберётся страница сведений «о себе», всё остальное о работе писателя: как стал им? Каков ход мысли от возникновения замысла к его воплощению? Что такое художественный вымысел?
Это очень характерно для Носова — отвлекаться от себя, говорить не о себе, осмысливать проблемы писательского мастерства, открывать для читателей дверь в свою творческую мастерскую. Постоянное возвращение к проблеме художественного вымысла естественно: большинство произведений Носова основано на вымысле — разумеется, в разной степени. Если сопоставить сборники «Весёлые рассказы», «Фантазёры», «Ступеньки», «Приключения Толи Клюквина», повести «Весёлая семейка», «Дневник Коли Синицына», «Витя Малеев в школе и дома» с трилогией-сказкой «Приключения Незнайки и его друзей», «Незнайка в Солнечном городе», «Незнайка на Луне», то, понятно, что путь от факта к художественному вымыслу в сказочной трилогии сложнее, чем в реалистических рассказах и повестях.
Но, как замечает сам Носов в автобиографии, в том и другом жанре произведений для него художественный вымысел — всё равно правда, но не лежащая на поверхности жизни, а добытая с помощью размышления, обдумывания, осмысливания. Для его творческого пути характерен постоянный поиск.
Обобщая творческий путь Н. Носова, можно назвать три этапа его: первый — юмористические рассказы и повести, второй — сказочная трилогия о Незнайке, третий — автобиографические повести.
Первый этап — рассказы и повести — это книги о реальной жизни современных ребят, в которых юные читатели могут узнать не только самих себя, но и обстановку, в которой они живут: обстановку семьи, школы, улицы, пионерского лагеря.