Ses parents, Mario Nono et Maria Manetti, lui donnent le prénom du grand-père paternel, le peintre Luigi Nono, représentant important de l'école vénitienne du XIX^e siècle.

Nono rencontre Gian Francesco Malipiero en 1941 et commence à suivre ses cours de composition au conservatoire de Venise. Il entame parallèlement des études de droit à l'université de Padoue. En 1946, ses études de droit achevées, Nono fait la connaissance à Rome de Luigi Dallapiccola et de Bruno Maderna. Ce dernier devient rapidement un ami et un aîné admiré. Deux ans plus tard, il assiste avec Maderna aux cours de direction d'orchestre donnés à Venise par Hermann Scherchen.

En 1952, Nono rejoint le parti communiste italien (PCI). Son engagement communiste, en réalité marqué par le communisme révolutionnaire, ne sera ébranlé que par les évènements de mai 1968 qui conduiront à la radicalisation de certains groupes d'extrême gauche, passant à l'action terroriste.

En mars 1954, Nono rencontre Nuria Schönberg, la fille d'Arnold Schönberg, à Hambourg où il assiste à la première mondiale, en version concertante, de l'opéra Moïse et Aaron du compositeur allemand disparu trois ans auparavant. Nono épouse Nuria en 1955. Le couple aura deux filles, Silva, en 1959, et Serena Bastiana en 1964. Nono et sa famille s'installent sur l'île de Giudecca (Venise) en 1956.

Parcours musical

De 1950 à 1960, Nono participe à l’Internationale Ferienkurse für Neue Musik (Université d'été internationale pour la nouvelle musique) à Darmstadt, qui lui permet de rencontrer notamment Edgar Varèse ou Karlheinz Stockhausen. D'abord étudiant, il enseignera avec Maderna à partir de 1956. Les œuvres de cette première période comprennent : Polifonica-Monodica-Ritmica (1950), Epitaffio per Federico García Lorca (1952-1953), La victoire de Guernica (1954) et Liebeslied (1954). En 1954, Nono participe à un symposium sur les nouvelles techniques de composition au Elektroakustische Experimentalstudio fondé par Scherchen à Gravesano. Il rejette progressivement l'approche analytique du sérialisme pour préserver l'intégrité du phénomène musical : Incontri (1955), Il canto sospeso (1956) et Cori di Didone (1958). À Darmstadt en 1959, sa conférence Presenza storica nella musica d’oggi (« Présence historique dans la musique d'aujourd'hui ») est violemment controversée et provoque sa rupture avec Stockhausen.