Die Altstadt, Noto Antica, liegt 8 km nördlich direkt am Berg Alveria. Die aus Sizilien stammende Stadt war in der Antike unter dem Namen Netum bekannt. Im Jahr 263 v. Chr. wurde die Stadt von den Römern an Hiero II. übergeben. Der Legende nach hielt sich Dädalus nach seinem Flug über das Ionische Meer in der Stadt auf, ebenso wie Herkules nach seiner siebten Aufgabe. Während der römischen Ära stellte sie sich gegen den Magistrat Verres.
Im Jahr 866 wurde sie von den Muslimen erobert, die die Stadt zur Hauptstadt eines der drei Bezirke der Insel (Val di Noto) erhoben. Im Jahr 1091 fiel die Stadt als letzte islamische Festung auf Sizilien an die Christen. Später wurde sie zu einer reichen normannischen Stadt.
Im 16. und 17. Jahrhundert war die Stadt die Heimat mehrerer bedeutender Intellektueller, darunter Giovanni Aurispa, die Juristen Andrea Barbazio und Antonio Corsetto sowie der Architekt Matteo Carnelivari und der Komponist Mario Capuana. Im Jahr 1503 verlieh König Ferdinand III. der Stadt den Titel civitas ingeniosa („Geniale Stadt“). In den folgenden Jahrhunderten wuchs die Stadt über ihre mittelalterlichen Grenzen hinaus, und es wurden neue Gebäude, Kirchen und Klöster gebaut.
Die mittelalterliche Stadt Noto wurde durch das Erdbeben von 1693 auf Sizilien fast völlig zerstört. Mehr als die Hälfte der Bevölkerung soll durch das Erdbeben ums Leben gekommen sein. Man beschloss, die Stadt an ihrem heutigen Standort am linken Ufer des Flusses Asinaro, näher an der ionischen Küste, neu zu errichten. Diese Umstände haben dazu geführt, dass die Stadt eine einzigartige architektonische Homogenität aufweist, da der Kern der Stadt in den folgenden Jahrzehnten nach der Katastrophe in einem typischen und gut erhaltenen Beispiel des sizilianischen Barocks errichtet wurde. Der Grundriss folgte einem Rastersystem von Giovanni Battista Landolina und nutzte den abfallenden Hang für szenografische Effekte. Die Architekten Rosario Gagliardi, Francesco Sortino und andere waren jeweils an der Gestaltung mehrerer Bauwerke beteiligt. Die Stadt wurde von Cesare Brandi als „Steingarten“ bezeichnet und gehört heute zum Weltkulturerbe der UNESCO. Viele der neueren Bauwerke sind aus einem weichen Tuffstein errichtet, der im Sonnenlicht einen honigfarbenen Ton annimmt. Teile der Kathedrale stürzten jedoch 1996 unerwartet ein.
Die Stadt, die 1817 ihren Status als Provinzhauptstadt verloren hatte, rebellierte am 16. Mai 1860 gegen das Haus Bourbon und ließ Giuseppe Garibaldi und seiner Expedition die Tore offen. Fünf Monate später, am 21. Oktober, besiegelte ein Plebiszit den Anschluss von Noto an das Piemont.
1844 wurde Noto zur Diözese ernannt, musste aber 1866 die Abschaffung der religiösen Zünfte hinnehmen, die eng mit den Strukturen und Gebäuden der Stadt verbunden waren.