Hijo de Erik Adolf Noreen y Emilie Maria Elisabet Poignant, inició su educación en Karlstad, donde completó su bachillerato en 1871, para luego inscribirse en la Universidad de Uppsala ese mismo año.
Tras obtener su licenciatura en 1873 y su maestría en 1877, defendió su tesis doctoral, convirtiéndose en doctor, y ese mismo año recibió el mayor premio de la facultad de filosofía por su tesis doctoral Fryksdalsmålets ljudlära.
La mayor parte de su investigación, sin embargo, trató sobre el sueco contemporáneo.
Noreen desarrolló un sistema propio de notación fonética, aunque rudimentario y limitado en símbolos, para capturar con la máxima fidelidad los sonidos del dialecto.
Particularmente, la sección "Visión etimológica" del trabajo, que detalla las equivalencias de sonidos dialectales en variadas posiciones y contextos dentro del sueco estándar, se erigió como un modelo de precisión y coherencia metodológica que influenció numerosos estudios dialectales en las décadas subsiguientes.