Noyce ble født 12. desember 1927 i Burlington i Iowa. Hans far var prest, og hans mor var prestedatter, og han hadde tre brødre. Noyce og brødrene bygde i 1940 et fly som de fløy fra taket av stallen der de bodde i Grinnell i Iowa. Han bygde også en radio og motoriserte en slede med motoren fra en gammel vaskemaskin.