Ноа, третий из семерых детей, родился 4 июня 1971 года в Голливуде, штат Калифорния, сын Марджори (урожденной Шпеер), медсестры, и Стивена Уайли, инженера-электрика. Родители Ноа развелись в конце семидесятых годов, и его мать вышла замуж поздно.

Уайли получил образование в школе Тэчер в Оухай, штат Калифорния, закончив её в 1989 году. Он участвовал в программах театрального искусства в Северо-западном университете. После окончания института он учился у преподавателя актёрского мастерства Ларри Мосс, живя в маленькой квартире на Бульваре Голливуд.

Ноа Уайли является художественным продюсером своей театральной компании «The Blank Theater Company».

В свободное время Ноа играет в баскетбол, путешествует, занимается фотографией и ходит в кино.

Ноа Уайли был сначала замечен в фильме Пола Бартела «Жажда в Пыли» (1991). Далее были работы «Лживые сердца», «Там Идет Мой Ребенок». Его первой серьёзной работой стал кассовый фильм «Несколько хороших парней».

Самая серьёзная и принесшая популярность роль — сериал «Скорая помощь», где он сыграл роль молодого студента медика Джона Картера. Уайли был единственным главным членом команды ER, который продержался с первого сезона (1994) и до одиннадцатого сезона (2005).

Он также появился в «Детях Колебания», как лидер Гитлерюгенда. Он снялся в независимом кино «Миф отпечатков пальцев» с Роем Шрайдер, Джулианной Мур. В трилогии «Библиотекарь» он снялся в роли молодого библиотекаря, который всё время спасает мир и разгадывает загадки истории (пародия на Индиана Джонса).