Nõo Muusikakool kinnitati muusika õppeasutusena 1. augustil 1972. Enne seda õpetati muusikat Nõo Põhikooli muusikaklassides. Aastatel 1968–1972 oli Nõos Elva Lastemuusikakooli filiaal, sest iseseisva muusikakooli loomiseks oli vaja vähemalt 51 õpilast. 1. septembril 1972. aastal täitus 51 õpilase kriteerium ning tänu selleaegsele Nõo Põhikooli direktorile Kalju Aigrole alustas Nõo Lastemuusikakool tööd nii eraldi hoones kui ka põhikoolis. Personali kuulusid kolm klaveriõpetajat, kaks akordioniõpetajat ja muusikakooli direktor. Aastatel 1976–1991 tegutses koolis puhkpillisosakond, kus sai õppida klarnetit, saksofoni ja metsasarve.
1978. aastal tehti muusikakooli hoonele kapitaalremont, klassidele lisati vaheseinad ja kõiki tunde sai hakata läbi viima ainult muusikakoolis. 1988. aastal lisandus Nõo Lastemuusikakoolile Ilmatsalu filiaal, mis tegutses 1993. aastani. Alates 1991. aasta veebruarist kannab kool Nõo Muusikakooli nime. 1996. aastal lisandus muusikakooli kitarriklass ning aastatel 1998–2003 sai koolis õppida ka laulmist. 2004. aastal lisandusid viiuliklass ja klassikalise kitarri klass. 2005. aastal alustati pärast pausi taas plokkflöödi õpetamisega. 2006. aastal alustas koolis eelklass ja 2007. aastal vabaklass, kus oli võimalik õppida flööti. 2009. aastal lisandus saksofoni ja 2010. aastal tšello õppimise võimalus.
Alates 1. septembrist 2015 jätkas Nõo Muusikakool tegevust uues hoones, mille projekteeris arhitekt Juhan Kutti. Projekti koostamisest uue hoone valmimiseni kulus kümme aastat.
