Noah Wyle, người sinh ra tại Hollywood, California, là con trai của Marjorie (Speer), một y tá trưởng khoa chỉnh hình, và Stephen Wyle, một doanh nhân và kỹ sư điện. Ông là một trong sáu anh chị em. Gia đình bên phía cha ông là người Do Thái Nga. Noah đã nhận được sự ủng hộ đầu tiên cho ước mơ diễn xuất từ người cha kế của mình, James C. Katz, người làm việc trong lĩnh vực khôi phục phim. Anh từng có những vai nhỏ trong các buổi biểu diễn ở trường trung học (và đã giành được một giải thưởng cho một vở kịch mà anh viết). Anh tham gia chương trình diễn kịch tại trường đại học Northwestern và đã bị cuốn hút bởi diễn xuất hơn là việc học đại học sau khi tốt nghiệp trung học. Sau khi tốt nghiệp, anh học diễn xuất từ giáo viên Larry Moss khi sống trong một căn hộ nhỏ trên đại lộ Hollywood. Vai diễn đầu tiên của anh là khi anh 17 tuổi, trong phim Blind Faith (1990), nhưng sau đó anh gặp khó khăn trong vòng hai năm (không có cơ hội diễn xuất, chỉ làm việc nhà hàng). Sau đó đến A Few Good Men (1992), và lại gặp khó khăn đến mức trở lại làm việc nhà hàng trở nên hấp dẫn. Anh cảm thấy có thể tham gia các chương trình truyền hình nhưng tránh xa chúng do sợ ràng buộc hợp đồng 5 năm. Rồi đến kịch bản của tập mở đầu của ER (1994), vai diễn của bác sĩ Carter có vẻ rất tốt. Sau ba lần thử diễn, anh đã có vai này.