Носов Сергей Константинович родился 17 февраля 1961 года в Магнитогорске. Является руководителем металлургических предприятий в третьем поколении. Отец Константин Григорьевич в 1980-х гг. был директором Днепродзержинского металлургического комбината и ПО «Криворожсталь». Дед Григорий Иванович был генеральным директором ММК в 1940—1951 гг., его именем назван Магнитогорский горно-металлургический институт (ныне — Магнитогорский государственный технический университет), который окончили Константин Григорьевич и Сергей Константинович.

В школе увлекался физикой, принимал участие в всесоюзных и областных олимпиадах.

В 1983 году окончил Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г. И. Носова.

После окончания Магнитогорского горно-металлургического института: подручный сталевара, производственный мастер печей, зам. начальника цеха, с 1989 — начальник кислородно-конверторного цеха ММК. С 1994 — начальник управления, затем — заместитель генерального директора ММК по производству и инвестициям. Был членом совета директоров ММК.

В 1995 году окончил Академию народного хозяйства при Правительстве РФ.

В декабре 1998 года ушёл с ММК из-за конфликта с командой генерального директора Виктора Рашникова и переехал в Нижний Тагил, став первым заместителем генерального директора Нижнетагильского металлургического комбината (НТМК). Спустя несколько месяцев был назначен генеральным директором комбината, с октября 2002 года — управляющий директор.

В 2000 году, а позже в 2004 году был избран депутатом Заксобрания Свердловской области.

Сергей Носов в 2005 году стал вице-президентом по техполитике «Евразхолдинга» — основного акционера комбината. Принимал участие в управлении другими предприятиями: был членом советов директоров Высокогорского ГОКа, Тагилбанка, Северского трубного завода, в 2002—2003 гг. по совместительству был управляющим директором Западно-Сибирского металлургического комбината (Новокузнецк).

В январе 2005 года ушёл с поста управляющего директора НТМК, сохранив пост вице-президента Евраз-холдинга. В апреле 2005 года отказался от мандата депутата Государственной Думы, освободившегося после перехода единоросса Н. Табачкова, избранного в 2003 году от Свердловской региональной группы партийного списка, на должность аудитора Счётной палаты РФ. Несколько месяцев спустя Носов покинул Евраз-Холдинг.

В августе 2006 года был назначен генеральным директором ЗАО «Русспецсталь» — нового холдинга, принадлежащего «Рособоронэкспорту» (сейчас — госкорпорации «Ростехнологии»), под управление которого были переданы Ступинский металлургический завод и завод «Красный Октябрь» (Волгоград), занимающиеся производством сплавов для оборонной промышленности.

Осенью следующего года занял пост президента «РусСпецСтали».

В 2007 году стал советником государственной корпорации «Ростехнологии».

Летом 2012 года стал работать в должности вице-губернатора Свердловской области.

26 июля 2012 года стал победителем праймериз «Единой России» по выборам кандидата на пост мэра Нижнего Тагила, получив поддержку 817 человек из 946 проголосовавших.

14 октября 2012 года победил на выборах Главы города Нижний Тагил, набрав 92 % голосов.

15 октября 2012 года написал заявление об отставке по собственному желанию с поста вице-губернатора Свердловской области в связи с избранием на пост Главы Нижнего Тагила.

17 октября 2012 года состоялась инаугурация на пост Главы Нижнего Тагила.

6 февраля 2016 года был избран в руководящий орган партии Единая Россия — Высший совет.

Кандидат технических наук (1997), доктор технических наук (2003).

Женат, имеет трёх дочерей.

За свои достижения был неоднократно награждён:

Медаль ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени (1995);

Государственная премия Российской Федерации в области науки и техники «за создание и промышленное освоение ресурсосберегающей технологии конвертерного передела низкомарганцовистого чугуна» (1995);

Премия Правительства Российской Федерации в области науки и техники (1999).

Орден Почёта (2000);

Орден святого благоверного князя Даниила Московского (2000);

Премия имени Черепановых (2001);

Почётные знаки Демидовского фонда и Министерства промышленности, науки и технологий «300 лет уральской металлургии» (2001);

Лауреат проводимого газетой «Комсомольская правда» ежегодного всероссийского конкурса «Лица года» в номинации «Руководитель года» (2001);

Лауреат национальной премии «Дарин» Общероссийской общественной организации «Российская академия бизнеса и предпринимательства» (2004).