Noordin, bersama dengan Dr. Azahari, adalah murid dari Abu Bakar Baasyir, tokoh organisasi Majelis Mujahidin Indonesia dan pendiri Pondok Pesantren Al Mu'min, Ngruki, Surakarta, sewaktu Baasyir berada dalam pelarian di Malaysia.

Noordin tergabung dalam gerakan bawah tanah Jemaah Islamiyah (JI), suatu organisasi yang digolongkan teroris oleh PBB yang bercita-cita mendirikan negara berdasarkan Islam (daulat Islamiyah) di Asia Tenggara. Organisasi ini pada gilirannya menginduk pada Al-Qaeda. Noordin adalah Qa'id (pemimpin) Tandzim (cabang) Al-Qaeda untuk Asia Tenggara. Ia dikenal oleh kalangan intelijen sebagai orang yang memiliki kemampuan perekrutan dan indoktrinasi yang baik, selain cerdas dan licin.

Ia mengambil gelar sarjana S-1 di Universitas Teknologi Malaysia pada 1995. Di saat yang bersamaan, ia juga menimba ilmu di Pondok Pesantren Luqmanul Hakiem, pesantren yang dibesarkan oleh Abdullah Sungkar dan Abubakar Baa'syir. Pesantren ini pula yang menjadi basis gerakan Jamaah Islamiyah (JI).

Karir Noordin di pesantren tersebut tergolong moncer dengan menjadi kepala sekolah pada 2001 atau setahun sebelum ditutupnya pesantren tersebut oleh pemerintah Malaysia.

Ia bersama Azahari hijrah ke Indonesia setelah pemerintah Malaysia melakukan serangkaian operasi pembersihan teroris di negaranya, pasca serangan tanggal 11 September 2001 terhadap World Trade Center, New York, oleh Al Qaeda.

Di bawah perlindungan orang-orang JI ia merancang aksi pembalasan dengan agenda pertama adalah pengeboman dua klub malam di Kuta, Badung, Bali, setelah didahului oleh beberapa pengeboman berskala kecil.

Semenjak peristiwa Pengeboman Bali 2002, Noordin, Azahari, dan anggota JI lainnya menjadi sasaran pencarian utama Polri.

Di mata FBI ia menempati urutan ketiga sebagai orang yang paling dicari di Asia Tenggara. Dalam penyergapan oleh satuan khusus anti-terorisme Densus 88 di Batu, Malang, tanggal 9 November 2005 yang menewaskan Azahari, Noordin dapat melarikan diri.

Dalam suatu penggerebekan di Weleri, Kendal (2007), kembali Noordin dikhabarkan lolos. Seusai Pengeboman Mega Kuningan, Jakarta, 2009, polisi kembali mengintensifkan pengejaran.

Ia sempat diduga sebagai salah satu korban tewas dalam penyergapan di Temanggung, Jawa Tengah, oleh Densus 88 pada 8 Agustus 2009, namun empat hari kemudian Polri menyatakan bahwa yang tewas adalah Ibrohim.

Baru pada tanggal 17 September 2009 Noordin akhirnya tewas dalam penyergapan di Kampung Kepuhsari, Kelurahan Mojosongo, Jebres, Surakarta, bersama-sama dengan tiga orang lain, termasuk Bagus Budi Pranoto (perakit bom peledakan Kedubes Australia di Jakarta, 2004) dan Ario Sudarso, keduanya ahli perakitan bom didikan Azahari.

Ketika  masuk ke Indonesia, 2002, ai bermukiim di  Riau. Kemudian pindah ke Bukittinggi, Sumatra Barat. Awal 2003, Noordin, bersama Rais dan Dr Azhari Husin, ia pindah ke Bengkulu.  Bengkulu merupakan sejarah baru. Dari sinilah ia dan Dr Azahari menyusun rencana pertama teror di Indonesia. Sasaran pertama Hotel JW Marriott. Tepat pada 5 Agustus 2003 bom pertama Noordin - Azhari menyalak dan meluluhlantakkan lobby hotel yang berinduk perusahaan di Amerika Serikat itu.

Akhir tahun 2003, Noordin dan Azhari sempat bersembunyi di Bandung, Jawa Barat. Mereka kemudian berpindah-pindah ke Solo, Surabaya, Blitar, Pasuruhan, Jawa Timur. Selama pelarian ini, Noordin sempat  menikah dengan Munfiatun  sekitar Mei 2004.

Selama dalam pelarian itu, Noordin dan Azhari juga merencanakan proyek pengeboman selanjutnya, yang lalu menyasar Kedubes Australia di Jakarta pada 9 September 2004.

Pascapeledakan di Kedubes Australia, ia selalu berpindah-pindah tempat persembunyian. Mulai di Solo (Laweyan), Pacet (Mojokerto), Indramayu (Jaw Barat), Pekalongan, dan Semarang. Sebagaimana sebelumnya, selama masa pelarian tersebut, Noordin juga menyiapkan proyek lanjutan, yaitu Bom Bali II pada 1 Oktober 2005.

Pascapeledakan bom Bali II, Densus 88 melakukan operasi di Batu, Malang, jawa Timur, pada 8 November 2005 yang menewaskan Dr Azahari Husein. Pascaoperasi ini, Noordin kembali melanjutkan pelariannya mulai dari Solo, Rengasdengklok, Krawang, Surabaya, dan Wonosobo. Di Wonosobo, polisi sempat mengendus dan melakukan operasi penyergapan pada 29 April 2006. Namun lagi-lagi Noordin lolos.

Pascapenyergapan di Wonsosobo, setahun kemudian Noordin berada di Cilacap. Di sini ia membangun jaringan terorisme baru yang kemudian dikenal dengan 'Jaringan Cilacap'. Sebagaimana kebiasaan sebelumnya, Noordin juga mengawini gadis di Cilacap yang kemudian diketahui bernama Arina Rahmah. Upaya kawin ini sepertinya menjadi metode Noordin untuk mengamankan dirinya dengan memanfaatkan jalur kekerabatan.

Noordin sempat bermukim di Perumahan Puri Nusapala, Jatiasih, Bekasi Jawa Barat. Dalam operasi di Kedu, Temanggung, nama Noordin juga disebut-sebut meski nyatanya yang tewas dalam perburuan itu adalah Ibrohim alias Boim, perencana bom JW Marriott dan Ritz Carlton 17 Juli 2009.