アメリカ・ロサンゼルス生まれ。
詩人であり芸術の権威であった父・野口米次郎とアメリカ人作家であった母・レオニー・ギルモアとの間に生まれました。1906年、一家は日本に移り住み、父は日本人女性と結婚、ノグチは13歳まで母のもとにいました。1918年、ノグチは母と共にアメリカに戻り、インディアナ州ラポートのパブリックスクールに通い、1922年に卒業。ラシュモア山の彫刻家ガットスン・ボーグラム（1867-1941）に弟子入りしますが、彫刻家としての才能がないことを指摘されます。1923年、ノグチはニューヨークのコロンビア大学に医学部予科生として入学。大学に在籍しながら、ニューヨークのローワー・イーストサイドにあるレオナルド・ダ・ヴィンチ美術学校で彫刻家オノリオ・ルオトロのもとで夜間の彫刻の授業を受けていました。後に大学を退学し、アカデミックな彫刻家に転身し、初めて肖像画の胸像を制作して生計を立てるようになります。
ノグチは特定の運動に属することなく、さまざまな分野や流派のアーティストと共同制作を行いました。1982年、ノグチは芸術への卓越した生涯貢献に対してThe Edward MacDowell Medalを授与しました。1986年京都賞、1987年米国芸術文化勲章、1988年勲四等瑞宝章を受章。1984年、ベンジャミン・フランクリン（1706-1790）を記念したノグチの102フィートのステンレス鋼の彫刻「稲妻」がペンシルバニア州フィラデルフィアに設置されました。1985年には、200点以上の作品を展示するイサム・ノグチ庭園美術館がニューヨーク州クイーンズに開館しました。
1986年、ノグチはヴェネツィア・ビエンナーレ美術展の米国代表として、その長いキャリアに遊び心を加えて幕を閉じました。1986年のベネチア・ビエンナーレの米国代表として、彫刻とランプの展覧会を開催。1988年12月30日、ニューヨークで死去。
イサム・ノグチは彫刻家として最もよく知られていますが、絵画、陶芸、インテリアデザイン、建築など、さまざまな分野で活躍しました。どの作品においても、彼は素材と深く向き合い、自然や社会とのつながりに敏感であり続け、木や石を好み、それらの素材を最大限に生かす才能がありました。
イサム・ノグチは、尊敬を集める日系アメリカ人の彫刻家でありデザイナーです。彼の造形は、自然と人間、あるいは周囲の環境との相互作用を示唆しているかのようにも考えられます。