Родился 23 апреля 1907 года в Киеве. Старший брат знаменитого писателя Николая Носова.
В 1923—1924 учился в художественно-индустриальной профшколе.
С 1927 по 1929 учился в Киевском художественном институте на кинотеатральном факультете.
В 1931 его имя было впервые упомянуто как художника в титрах фильма Улица поперёк режиссёров Л. Атаманова и В. Сутеева, снятом на киностудии «Межрабпомфильм». Последующие годы работал над выпуском сатирического мультипликационного журнала «Крокодил».
С 1934 по 1942 годы Носов проходит путь от художника-мультипликатора до художника-постановщика. Работает сначала на «Москинокомбинате», затем на «Мосфильме» и, наконец, на «Союзмультфильме». В 1943 переходит к режиссёрской деятельности.
С 1944 по 1954 годы работает в творческом содружестве с режиссёром Ольгой Ходатаевой в качестве сорежиссёра и художника-постановщика одновременно. Так же сотрудничал со Смирновым В. Ф..
С 1955 года начинает работать как режиссёр самостоятельно.
С Петром Носовым работали такие художники, как Владимир Арбеков, Константин Карпов, Пётр Репкин, Игорь Знаменский, Макс Жеребчевский и другие.
Умер 11 июля 1971 года.