โนบุโยะ โอยามะ เกิดที่โตเกียวและเข้าศึกษาในโรงเรียนการแสดง ท่านเริ่มเป็นนักแสดงกับ NHK ในปี 1956
นอกจากนี้ เขายังได้ทำงานเป็นนักพากย์ในละครหุ่นจำลองของ NHK และในปี 1979 ได้เริ่มพากย์เสียงโดราเอมอนในอนิเมะที่ฉายทางช่องเอกชน ซึ่งท่านดำรงหน้าที่นี้มานาน 26 ปี
โดยเฉพาะเสียงของโดราเอมอนที่ช่วยสนับสนุนโนบิตะอย่างอ่อนโยนแม้ว่าบางครั้งจะต้องตำหนิเขา ทำให้โดราเอมอนกลายเป็นตัวละครที่ได้รับความนิยมอย่างสูงในหมู่ประชาชน
ทั้งนี้ เขายังได้เข้าร่วมในรายการข่าวและรายการพูดคุย โดยมีคาแรคเตอร์ที่ร่าเริงและน่ารัก
หลังจากที่ลาออกจากการเป็นโดราเอมอนในปี 2008 เขาได้เป็นโรคอัมพฤกษ์และมีอาการของโรคอัลไซเมอร์ และต้องใช้ชีวิตในการดูแล
ตามคำแถลงจากสำนักงานที่เขาสังกัด ในปีนี้เขามีการเข้าออกโรงพยาบาลหลายครั้งและเสียชีวิตเนื่องจากโรคชราในโรงพยาบาลแห่งหนึ่งในโตเกียวเมื่อวันที่ 29 เดือนกันยายน