Ной Баумбах родился 3 сентября 1969 года в Нью-Йорке, США, в семье критика Джорджии Браун и писателя Джонатана Баумбаха. 3 сентября 2005 года состоялась его свадьба с актрисой Дженнифер Джейсон Ли (до свадьбы Баумбах прожил с ней вместе 4 года).
Баумбах осуществил свой кинематографический дебют в возрасте 24 лет, написав сценарий, а затем и поставив фильм о взрослении «Бей и кричи», который тут же снискал популярность среди кинокритиков.
Главный успех к молодому кинематографисту пришёл в 2005 году, когда на американские экраны вышла его полуавтобиографическая комедийная драма «Кальмар и кит»: это был всего лишь его третий киноопыт, но Баумбах уже получил престижнейшую номинацию на «Оскар» за оригинальный сценарий. В 2007 году режиссёр выпускает новую малобюджетную комедийную драму под названием «Марго на свадьбе», в которой снялись его жена Ли и лауреат премии «Оскар» 2003 года Николь Кидман.