Fratello dello scultore Urbano, nacque a Fusina (oggi in comune di Venezia, allora località di Gambarare) da Francesco Luigi, impiegato alla dogana di origini bergamasche, e dalla sua seconda moglie Rosa Della Savia, nativa del Friuli. L'anno successivo la famiglia si trasferì a Sacile, dove Luigi trascorse l'infanzia.[1]
In seguito ritorna alla pittura di genere con soggetti della vita quotidiana, che risultarono poi la sua pittura più influente. Mentre il suo contemporaneo Giacomo Favretto rappresentò gli eventi solari e mondani della sua Venezia contemporanea, Luigi Nono approfondì le scene drammatiche: Abbandonati fu uno dei suoi dipinti esposti alla 5ª Esposizione internazionale d'arte di Venezia e raffigura una madre senza casa con un bambino che dorme sotto un portale della chiesa. In seguito dipinse anche il funerale del bambino.
Nel 1875 dipinse nella piana di Sacile, ai Camoi, "La Fanfara dei Granatieri"; poi nel 1876 soggiornò a Firenze, Roma e Napoli. Dopo il primo di questi viaggi dipinse "Primi passi", "Bambino malato" e "Sepoltura di un bambino". Partecipò a tutte le Biennali di Venezia, ove nel 1901 presentò anche una cospicua mostra personale. Nel 1880 presenta a Torino "La caccia ai grilli" e "Il fruttivendolo". Nel 1881 espose a Milano "La morte del pulcino".
Insegnò pittura alle Accademie di Belle Arti di Venezia dal 1899 e di Bologna.
Dopo la scomparsa del padre visse a Venezia, dove anch'egli morì alla fine della prima guerra mondiale, qualche anno prima della nascita del nipote Luigi, compositore.
Nel 2012 fu organizzata a Milano un'importante mostra delle sue opere.[2]
Catalogo online, su Artgate, Fondazione Cariplo, 2010. URL consultato il 9 settembre 2011 (archiviato dall'url originale il 16 maggio 2016)., CC BY-SA.