ปี พ.ศ. 2441 โนงูจิได้ทราบข่าวว่าภรรยาของซากาเอะ โคบายาชิ คุณครูผู้มีพระคุณได้ล้มป่วย เขาจึงรีบกลับไปยังบ้านเกิด ซึ่งในระหว่างรอดูอาการนั้น โนงูจิมีโอกาสได้อ่านนิยายเรื่อง “จิตใจนักเรียนในยุคปัจจุบัน” (当世書生気質) ที่ประพันธ์โดย โชโย สึโบอูจิ และได้พบว่า เซซากุ โนโนงูจิ (ญี่ปุ่น: 野々口精作 โรมาจิ: Nonoguchi Seisaku) ตัวเอกในนิยายเรื่องนี้มีชื่อที่คล้ายคลึงกับเขามาก ทว่ากลับเป็นคนชอบเที่ยวเตร่และไม่เอาการเอางาน โนงูจิรู้สึกทนไม่ได้ที่ชื่อของเขาไปคล้ายกับตัวละครตัวนี้ ซากาเอะ โคบายาชิ ครูผู้มีพระคุณในสมัยเด็กจึงได้ตั้งชื่อใหม่ให้กับเขาว่า ฮิเดโยะ ซึ่งมีความหมายตรงตัวว่า ผู้เก่งกล้าของโลก

หลังจากนั้นไม่นาน โนงูจิก็ถูกส่งไปทำงานที่ด่านกักกันโรค เมืองท่าโยโกฮามะ และได้ตรวจพบตรวจเชื้อกาฬโรคในเลือดของผู้ป่วย ทำให้ชื่อเสียงของโนงูจิเริ่มเป็นที่รู้จักของผู้คน และจากผลงานในครั้งนี้ โนงูจิจึงได้ถูกรับเลือกให้เป็น 1 ในคณะแพทย์จากนานาประเทศ เดินทางไปยังประเทศจีน เพื่อยับยั้งกาฬโรคที่กำลังระบาดอย่างหนัก เมื่อกลับมาญี่ปุ่นในปี พ.ศ. 2443 โนงูจิก็ตัดสินใจที่จะเดินทางไปสหรัฐอเมริกา

ที่นั่น โนกุจิได้รับมอบหมายจาก ดร.เฟลกซ์เนอร์ ให้ศึกษาวิจัยเรื่องพิษงู และเขาก็สามารถวิจัยพิษงูออกมาเป็นผลสำเร็จภายในระยะเวลาเพียง 1 ปี หลังจากนั้นชื่อของโนกุจิก็เป็นที่ยอมรับไปทั่วสหรัฐอเมริกาและในระดับโลก โนกุจิยังคงศึกษาวิชาการแพทย์อย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะด้านระบาดวิทยา โดยในปี 1911 เขาประสบความสำเร็จในการเพาะเชื้อ Spirochete ของโรคซิฟิลิศได้เป็นคนแรกของโลก

ปี 1918 โนกุจิเดินทางไปยังเอกวาดอร์ และพบกับเชื้อโรคไข้เหลือง (Yellow Fever) จึงได้ศึกษาวิจัยและพัฒนายารักษาโรคนี้จนสำเร็จ แต่แล้วในปี 1927 โรคไข้เหลืองก็ระบาดไปทั่วทั้งทวีปแอฟริกาอีกครั้งและรุนแรงกว่าเดิม ยารักษาโรคก็ใช้ไม่ได้ผล ทำให้โนกุจิต้องเดินทางไปทวีปแอฟริกาเพื่อวิจัยให้แน่ชัดว่าเพราะเหตุใด แม้ว่าก่อนเดินทางจะมีคนคัดค้านเพราะเป็นห่วงเรื่องความปลอดภัยก็ตาม หลังจากเดินทางมาที่ทวีปแอฟริกา โนกุจิก็พบว่าโรคไข้เหลืองที่กำลังระบาดนั้นเป็นเชื้อโรคคนละตัวกับครั้งก่อน เขาจึงเริ่มลงมือค้นคว้าวิจัยอย่างหนักจนกระทั่งตัวเองได้รับเชื้อไข้เหลืองไปด้วย และเสียชีวิตในเวลาต่อมาด้วยโรคดังกล่าว ในปี 1928 ที่เมืองอักกรา (Accra) ประเทศกานา