Noguchi ble utnevnt til assisterende rettsmedisiner for Los Angeles County i 1961. I 1967 fikk han jobben som sjefsrettsmedisiner, en stilling som hans mentor, Theodore Curphey, hadde hatt før han. Det var i denne stillingen at Noguchi kom i medias søkelys etter å ha foretatt obduksjonene på kjente personer som Marilyn Monroe, Robert F. Kennedy, Janis Joplin, Albert Dekker, William Holden, John Belushi, Natalie Wood og Sharon Tate. Han fikk etterhvert kallenavnet «Stjernenes rettsmedisiner». Han ble ofte kritisert for å uttale seg for mye til media, noe som førte til at han ble tvunget til å trekke seg fra stillingen som sjefsrettsmedisiner i 1982.