Ông đậu bằng tiến sĩ năm 1890 ở Đại học Leipzig dưới sự hướng dẫn của Wilhelm Ostwald. Roscoe Gilkey Dickinson là một trong các học trò nổi tiếng của ông.

Noyes làm giáo sư hóa học ở Học viện Công nghệ California từ năm 1919 tới 1936. Ông có ảnh hưởng lớn trên triết lý giáo dục và chương trình giảng dạy cốt lõi của Học viện Công nghệ California.

Ông được thưởng giải Willard Gibbs năm 1915.