Noé Hernández Álvarez nació el 10 de noviembre de 1969 en Atitalaquía, Hidalgo, hijo de padres campesinos. Estudió Artes Dramáticas en la Universidad Autónoma del Estado de México. Estaba a punto de inscribirse para ser abogado, pero cambió de opinión en el último momento después de hojear el folleto de la escuela, ya que solía actuar en producciones teatrales durante la preparatoria. Después de graduarse en 1994, fue maestro de preparatoria durante siete años en Toluca y al mismo tiempo fundó un grupo de teatro experimental, luego se mudó a la Ciudad de México porque quería actuar en películas.

Hernández pasó tres años asistiendo a tres o cuatro audiciones por semana, hasta que firmó un contrato para hacer un comercial y luego un pequeño papel en la película Propiedad Ajena en 2007. Al año siguiente, tuvo su primer papel secundario en la película Espiral (2008) y luego un papel de 40 segundos en la película Sin Nombre, dirigida por Cary Fukunaga. Luego apareció en papeles secundarios en las películas Vaho (2010), Somos Lo Que Hay (2010) y El Infierno (2010).

Durante el rodaje de Sin Nombre, Hernández conoció al cineasta Gerardo Naranjo, quien años después le ofreció el papel principal en Miss Bala,45 que fue escrita por Naranjo y Mauricio Katz, la película trata sobre una concursante de un certamen de belleza, interpretada por Stephanie Sigman.

En 2024 ganó el Premio Ariel al Mejor Actor por su papel en Kokoloko.