Umberto Nobile nacque a Lauro, in provincia di Avellino, il 21 gennaio 1885 da Vincenzo, di professione commesso gerente presso l'Ufficio del Registro, e Maria La Torraca; entrambi i genitori erano ebolitani. Proprio la professione del padre Vincenzo porterà la sua famiglia a trasferirsi in vari paesi della Campania, come si può facilmente desumere dai luoghi di nascita dei sette figli: il primo, Donato, nacque ad Eboli, Irene e Romilda a Salerno, Elmerina ed Umberto a Lauro, Ida ed Amedeo a Sant’Angelo dei Lombardi. Dopo gli studi liceali classici, si iscrisse alla facoltà di ingegneria industriale meccanica presso l'Università di Napoli. Nel capoluogo partenopeo si avvicinò alle idee socialiste che allora si diffondevano in Italia, dando vita con alcuni compagni di studio ad un circolo di cultura sociale ed iniziando a frequentare comizi socialisti. In questo periodo frequentò la casa del filosofo repubblicano Giovanni Bovio, padre del suo compagno di studi Libero, e forse proprio in queste occasioni conobbe Filippo Turati, la cui amicizia si rivelerà preziosa quando si riuscì ad evitare, dopo la Prima Guerra mondiale, lo smantellamento dello Stabilimento di Costruzioni Aeronautiche (S.C.A.). Si laureò nel luglio del 1908, ottenendo il massimo dei voti con lode; nello stesso anno e con eguale risultato si specializzò in elettrotecnica. Dopo la laurea gli fu offerto un posto in Germania all’AEG ed uno come professore di elettrotecnica all’Università di Padova ma, ancorché economicamente vantaggiose, rifiutò entrambe le offerte per non allontanarsi dalla madre in quel periodo molto malata. Nello stesso anno, in dicembre, l’Ispettorato delle Ferrovie dello Stato aveva bandito un concorso per ingegneri a quaranta posti. Nobile vi partecipò classificandosi primo ed ottenendo, su sua richiesta, il trasferimento presso l’Ispettorato delle Ferrovie di Napoli. L’esperienza non durò molto passando ben presto nel Compartimento Partenopeo dell’Ispettorato delle Ferrovie dove si occupò di problemi legati alle trazioni elettriche (fu consulente per la progettazione dell’impianto di seggiovia sul Vesuvio).

Nel 1911 frequentò a Roma, con gran profitto, un corso di costruzioni aeronautiche tenuto dall’ing. Crocco presso la Caserma Cavour a Roma, sede del Battaglione Specialisti del Genio Militare; qui si fece notare per le sue ottime capacità di progettista e gli venne offerto un posto presso lo Stabilimento Costruzioni Aeronautiche di Roma, dove venivano costruiti i dirigibili semirigidi per l’Esercito e per la Marina. Nel 1912 e 1913 venne nominato segretario della Commissione del Ministero dei Trasporti incaricata del collaudo della grande funivia Savona-San Giuseppe lunga 19 chilometri che dal porto avrebbe dovuto portare nelle zone interne tonnellate di carbone (120 t ogni ora) su dei vagoncini appositamente progettati. Allo scoppio della Prima Guerra mondiale, essendo stato esonerato dal servizio militare, si mise a disposizione del Ministero della Guerra come esperto di aerostatica ed il colonnello Petrucci, direttore dello S.C.A., il 15 giugno 1915 lo chiamò presso lo Stabilimento, in qualità di collaboratore, affidandolo all’ing. Rodolfo Verduzio con il quale lavorò alla realizzazione del V.2, dopo che il modello precedente (V.1) era stato abbattuto dal fuoco austriaco sopra il mare di Grado. Nel 1916 ricoprì l’incarico di insegnante presso la Scuola Civile di Aeronautica dove conobbe l’ing. Felice Trojani. Lo Stabilimento divenne anche centro di progettazione e costruzione di dirigibili per la Marina, da impiegare per compiti di osservazione e di ricognizione marittima. Il 21 giugno 1916 sposò Carlotta Ferraiolo e dal matrimonio, il 16 ottobre 1917 a Capua, nacque l’unica figlia Maria. Nel dicembre del 1917 venne nominato vice-direttore dello SCA e nel luglio del 1919 ne divenne direttore, mantenendo tale carica fino al 1927. Nel 1918 apportò delle modifiche importanti ai paracadute, progettandone tre diversi tipi, tra cui uno di tipo collettivo, che consentiva il lancio dell'intero equipaggio di un pallone aerostatico. Nel 1922 promosse, con l'ing. Gianni Caproni, la costruzione del primo aeroplano metallico in Italia, il Ca 73.

Specializzato nella progettazione e costruzione di dirigibili (dirigeva lo Stabilimento Costuzioni Aeronautiche in via Cavour a Roma) era entrato con concorso nel 1923 nel corpo del Genio Aeronautico con il grado di Tenente Colonnello. Divenne famoso in tutto il mondo con la spedizione denominata ufficialmente "Amundsen - Ellsworth - Nobile Transpolar Flight", che riuscì a compiere la prima trasvolata del Polo Nord con un volo senza scalo dalle isole Spitzbergen a Teller, in Alaska. La spedizione, organizzata dall'esploratore norvegese Roald Amundsen e lo sponsor statunitense Lincoln Ellsworth, prevedeva l'acquisto del dirigibile N-1, ideato e costruito da Nobile in Italia. L'aerostato aveva il volume di 18.500 metri cubi di gas, era lungo più di 100 metri, alto 24 e largo 18. Un vero gigante del cielo che, munito di tre motori di 245 cavalli ognuno, raggiungeva la velocità di 80 m. all'ora. Ma i finanziamenti non bastarono per la spedizione, ed allora intervenne direttamente Mussolini a sostenere l 'impresa. Naturalmente tutto questo fece di Nobile il padrone assoluto del dirigibile e su questa inversione di ruoli nacquero le famose divergenze tra Amundsen e lo stesso Nobile. Il 29 marzo del 1926 il dirigibile semirigido N-1, in un’affollatissima cerimonia tenutasi all’aeroporto di Ciampino, alla presenza di Mussolini e del ministro norvegese Irgens, fu venduto al paese scandinavo e venne battezzato Norge (si pronuncia Norghe che significa Norvegia). Alle ore 9.22 del 10 aprile 1926 il Dirigibile Norge, con un equipaggio composto da 21 persone: 9 italiani, 7 norvegesi, 1 svedese, 1 russo, 1 francese ed 1 inglese, al comando del Colonnello Umberto Nobile iniziò il suo volo da Ciampino, facendo tappa a Pulham (Inghilterra), Oslo, Leningrado e Vadso (Norvegia) per giungere il 7 maggio alle Isole Svalbard. Da qui, saliti a bordo anche l'esploratore norvegese Roald Amundsen e lo sponsor statunitense Lincoln Ellsworth, il Norge riprese il volo il giorno 11 maggio e giunse sopra il Polo Nord il 12 maggio alle ore 1.25 (ora di Greenwich). In circa un mese e quasi 170 ore di volo, partendo da Roma, il Norge raggiunse il polo Nord dopo aver percorso 12.600 km di cui 5.300 senza scalo. Proseguirono come programmato verso l'Alaska ed atterrarono due giorni dopo a Teller, invece che a Nome, per le avverse condizioni atmosferiche. Dopo l'accoglienza trionfale a New York, seguita alla spedizione del Norge, Nobile rientrò in Italia, dove fu promosso da Mussolini a maggior generale del Genio Aeronautico. Il 15 agosto 1926 si recò ad Eboli, la città dove aveva trascorso la sua giovinezza, per ricevere l'omaggio della Città: inaugurò una strada a lui intitolata e che ancora oggi porta il suo nome e ricevette la cittadinanza onoraria.

Nobile ritornò al Polo Nord come comandante del dirigibile Italia. Questa nuova spedizione, dal carattere marcatamente scientifico, ebbe inizio il 15 aprile 1928, da Milano. Alla spedizione partecipò anche, con funzioni di supporto da terra, un gruppo di alpini al comando del capitano Gennaro Sora, che avrebbe poi preso parte alle operazioni di soccorso conseguenti il disastro del dirigibile Italia. Dopo aver attraversato le Alpi, l'Austria, la Cecoslovacchia, la Germania e la Svezia il dirigibile Italia raggiunse Kingsbay, base norvegese nelle isole Svalbard. Dopo aver effettuato due voli esplorativi su aree ancora inesplorate, l'Italia partì per il Polo Nord il 23 maggio 1928. Dopo aver attraversato le Alpi, l'Austria, la Cecoslovacchia, la Germania e la Svezia, l'Italia raggiunse Kingsbay, base norvegese nelle isole Svalbard. Dopo aver effettuato un primo viaggio di esplorazione a oriente delle Svalbard l'Italia partì per il Polo Nord il 23 maggio 1928. L'ambito limite geografico fu raggiunto alle 00:24 del 24 maggio 1928; dalla verticale del punto furono lanciate una croce benedetta da Pio XI e una bandiera dell'Italia. Il dirigibile non poté effettuare un atterraggio come previsto a causa delle avverse condizioni climatiche e dopo due ore sopra il polo iniziò il viaggio di ritorno. Ma a tragitto quasi del tutto completato, proprio mentre spiccavano all'orizzonte le montagne delle isole Svalbard, il dirigibile Italia si schiantò sui ghiacci a causa di una violenta tempesta. Dieci uomini (Nobile, Zappi, Mariano, Viglieri, Biagi, Behounek, Malmgren, Cecioni, Trojani, Pomella morto nell'impatto) e Titina, la cagnetta del Generale che lo acconmpagnò nella traversata, vennero sbalzati dall'urto sul ghiaccio mentre il dirigibile riprendeva quota portando con sé gli altri membri dell'equipaggio destinati a scomparire per sempre (Pontremoli, Arduino, Ciocca, Lago, Alessandrini e Caratti). Nobile riportò gravi ferite a un braccio e a una gamba, a tal punto da dover essere sistemato in un sacco a pelo, dove rimase fino all'arrivo dei soccorsi. I superstiti, fortunatamente, si trovarono circondati di materiali caduti con l'impatto o gettati eroicamente da Arduino dall'aeronave tra i quali cibo, una radio e la famosa Tenda Rossa (in realtà di color argento, colorata di rosso con dell'anilina, sostanza usata per le rilevazioni altimetriche) entro la quale si adattarono a vivere per sette settimane. Dall'incidente scaturì la prima spedizione internazionale di soccorso polare e un mese dopo Nobile venne portato in salvo con un piccolo aereo svedese comandato dal tenente svedese Lundborg. Nobile non voleva essere salvato per primo poiché Cecioni aveva una gamba fratturata, ma il pilota svedese aveva precise consegne e fu irremovibile nell'ordinare al generale di essere salvato per primo. Quando il pilota ritornò a prendere gli altri, precipitò egli stesso rimanendo a sua volta imprigionato tra i ghiacci. In totale perirono otto persone dell'equipaggio dell'Italia; lo stesso Amundsen morì, scomparendo per sempre, mentre volava su quelle gelide isole per prendere parte alle ricerche dei dispersi. Mentre tutte le forze internazionali di soccorso si erano mobilitate per salvare i superstiti, la sola nazione che rimase inerte fu proprio l'Italia. La nave di appoggio Città di Milano comandata dal capitano Romagna rimase alla fonda nella Baia del Re su precisi ordini di Roma. Una volta che Nobile vi salì a bordo vi rimase da prigioniero, impossibilitato a fornire utili indicazioni per il salvataggio mentre la stampa su pressione del movimento fascista lo tacciava di vigliaccheria (Nobile non aveva mai espresso il proprio entusiasmo politico verso il regime). In realtà fu grazie alle insistenze di Nobile, se il comandante del rompighiacci Krassin, Samoilovich, pronto a rientrare in porto, proseguì le ricerche e riuscì a recuperare i superstiti della tenda rossa: erano le 20,45 del 12 luglio 1928. La storia della tragica spedizione del dirigibile Italia è raccontata in alcuni libri scritti dallo stesso Nobile ed al dramma della spedizione nel 2969 si è ispirato il film "La Tenda Rossa", con Sean Connery nei panni di Amundsen e Peter Finch in quelli di Nobile.

Amareggiato dall'atteggiamento italiano nei suoi confronti, Nobile si dimise dalla Regia Aeronautica, rifiutando la proposta di Mussolini di una congrua pensione, ed abbandonò l'Italia nel 1931 per trasferirsi in Unione Sovietica dove collaborò al progetto di dirigibile URSS W6 OSOAVIAKHIM. Successivamente si trasferì negli Stati Uniti dove le sue capacità di progettista vennero ampiamente utilizzate. Rientrò in Italia nel maggio del 1942 ma per mancanza di lavoro dovette emigrare in Spagna per tenere conferenze in varie università e centri di ricerca. L’anno successivo, dopo la fine del regime fascista, rientrò definitivamente in Italia e dovette attendere la fine del 1944 per riavere quella giustizia che aveva inseguito per quasi 15 anni: confermando la correttezza delle sue scelte e la condotta tenuta in quel lontano giugno del 1928, Nobile venne riammesso nei ruoli dell’Aeronautica restituendogli il posto ed il grado di Maggiore-Generale che gli spettavano di diritto (Decreto Luogotenenziale dell’8 marzo 1945).

Dal 1946 al 1948 fu deputato all'Assemblea Costituente come indipendente nel gruppo del Partito Comunista Italiano, dove fu eletto con 33.373 preferenze, secondo solo al segretario generale Palmiro Togliatti. Durante i lavori dell'assemblea costituente Nobile fu autore, assieme a Gustavo Colonnetti e a Giuseppe Firrao, dell'emendamento che porterà all'affermazione, nell'articolo 9 della Costituzione, che la Repubblica promuove la ricerca scientifica e tecnica. Al termine dei lavori della Costituente, Nobile interruppe volontariamente la sua esperienza politica: non era interessato alla vita politica attiva. Ritornò ai suoi studi insegnando all’Università di Napoli dove scrisse diversi testi di natura tecnica. Nel 1953, quattro anni prima del lancio dello Sputnik-1, parlò (primo in Italia) della dinamica dei gas estremamente rarefatti, gli stessi che compongono gli strati alti dell’atmosfera. Nel 1960, lasciato l’incarico universitario, venne nominato Professore Emerito con decreto del Presidente della Repubblica. A 75 anni, ad una festa di amici comuni tenutasi nella capitale spagnola, Nobile conobbe la ventiseienne tedesca Gertrude Martha Elise, a quel tempo impiegata presso l’Ambasciata tedesca a Madrid. Dopo il suo ritorno dagli Stati Uniti, dove Nobile aveva occupato la cattedra di ingegneria aeronautica di Lockport, i due cominciarono a frequentarsi con una certa assiduità (Gertrude nel frattempo era stata assunta come bibliotecaria presso la FAO a Roma) fino a quando decisero di sposarsi. La cerimonia si celebrò nella Cappella della Pontificia Università Gregoriana di Roma il 30 agosto 1959 e ad officiarla fu il gesuita padre Roberto Leiber, segretario particolare di Pio XII.

Nobile continuò a lavorare incessantemente rimanendo, anche avanti con l’età, estremamente lucido nell'intento di raggruppare un’antologia di suoi scritti destinata ai giovani. Aveva cominciato a raccogliere il materiale discutendo, di volta in volta, con la figlia Maria di ciò che avrebbe voluto inserire nel testo. Un giorno disse alla figlia: “Dille queste cose, quando scriverai di me”. Entrato in coma, morì a Roma il 30 luglio 1978 alle ore 2,20 nella sua casa di Via Monte Zebio, 28: dopo aver vissuto intensamente la propria esistenza, a 93 anni lo colse una morte serena, circondato dai suoi cari.