Сергей Константинович Носов родился 17 февраля 1961 года в Магнитогорске Челябинской области.
В 1983 году окончил Магнитогорский горно-металлургический институт имени Г.И. Носова (ныне Магнитогорский технический университет имени Г.И. Носова). В 1994 году — Академию народного хозяйства РФ при правительстве РФ (ныне Российская академия народного хозяйства и государственной службы при президенте Российской Федерации).
В 1983-1998 годах работал на Магнитогорском металлургическом комбинате (ММК) подручным сталевара, производственным мастером, заместителем начальника цеха, начальником кислородно-конвертерного цеха, заместителем генерального директора ММК по производству и инвестициям. Был членом совета директоров ММК.
В 1998-1999 годах — первый заместитель генерального директора ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат".
В 1999-2002 годах — генеральный директор ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат".
В 2000 и 2004 годах избирался депутатом законодательного собрания Свердловской области.
В 2002-2005 годах — управляющий директор ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат", управляющий директор Западно-Сибирского металлургического комбината (город Новокузнецк), старший вице-президент — руководитель Дирекции промышленной площадки НТМК, вице-президент по технической политике ООО "ЕвразХолдинг".
Был председателем советов директоров ОАО "Тагилбанк", членом, председателем совета директоров ОАО "Высокогорский ГОК", членом совета директоров ОАО "Северский трубный завод".
В 2006-2007 годах — советник заместителя генерального директора ФГУП "Рособоронэкспорт" (Москва).
В 2007-2009 годах — генеральный директор ЗАО "РусСпецСталь" (Москва).
В 2009-2010 годах — генеральный директор ОАО "РТ-металлургия" (Москва).
В 2011-2012 годах — советник генерального директора, председатель совета директоров ООО "ЛексЭлекта" (Москва).
С июля по октябрь 2012 года занимал должность вице-губернатора Свердловской области.
14 октября 2012 года Сергей Носов был избран главой Нижнего Тагила. Вступил в должность 17 октября.
10 сентября 2017 года Носов вновь был избран главой Нижнего Тагила. За него проголосовало более 90% избирателей. 15 сентября официально вступил в должность.
28 мая 2018 года указом президента РФ Сергей Носов назначен временно исполняющим обязанности главы Магаданской области.
Доктор технических наук.
Член Высшего совета политической партии "Единая Россия".
Награжден Орденом Почета (2000), медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" II степени (1995).
Лауреат Государственной премии РФ 1995 года за достижения в области науки и техники, премии Правительства Российской Федерации 1998 года в области науки и техники.
Женат, у него три дочери.
Общая сумма декларированного дохода за 2017 год составила 3 миллиона рублей.