1904年ロサンゼルス(US)生まれ。幼少期を日本で過ごしたが14歳で単身渡米。1924年にNYのコロンビア大学医学部に入り薬学を、夜間にはローワー・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を学び始める。1927年にグッゲンハイム奨学金を得てパリに留学、彫刻家ブランクーシのもとで約半年間助手を務めるなどの経験を積んだ。 1931年に来日した際には陶芸に触れ、埴輪や禅庭に強い感銘を受けた。1972年、ノグチが好んだ庵治石の産地・香川県牟礼にアトリエを置き、石工・和泉正敏とのパートナーシップが始まる。1984年コロンビア大学より名誉博士号。1985年にはノグチ・ミュージアム(NY, ロングアイランド)を設立した。1986年、第42回ヴェネツィア・ビエンナーレにおいてアメリカ館代表作家として参加。1987年ロナルド・レーガン大統領からアメリカ国民芸術勲章を受勲。1988年、勲三等瑞宝章を受勲、同年ニューヨークにて没す。1999年には制作の本拠地であった香川県高松市牟礼町にイサム・ノグチ庭園美術館が開館した。