Noémie Houdrouge naît à Pontoise, en France, le 12 mars 1984. Elle grandit dans la banlieue de Paris avant d'aller étudier au conservatoire à Strasbourg pour apprendre le violon et la guitare. Son goût pour la musique s'affirme dès son plus jeune âge, et elle forme sa première bande à ses 13 ans.
En 2006, Houdrouge se fait connaître du grand public en remportant la saison 4 de La France a un incroyable talent sous le nom de scène Noémie Wags. Cependant, elle est éliminée peu après et, à sa place, Stéphane Moneko est choisi pour représenter la France au Concours Eurovision de la chanson 2007.
Cette dernière expérience ne détourne pas Houdrouge de la musique. Elle continue à composer et enregistre son premier album, "Doucement", en 2008. L'album est acclamé par la critique et reçoit une certification disque d'or. Son deuxième album, "Ce que je voulais dire", sort en 2011.
En 2013, Houdrouge participe à l'émission de télé-réalité The Voice Belgique et remporte la saison sous la direction de Natalie Imbruglia. En tant que gagnante de l'émission, elle représente la Belgique au Concours Eurovision de la chanson 2014 avec la chanson "Lighthouse". Elle termine à la 6e place du concours.
En 2018, Houdrouge sort son troisième album studio, intitulé "Loin". Le même année, elle est choisie pour représenter la France au Concours Eurovision de la chanson 2019 avec la chanson "On'n'est pas des anges" en duo avec Igit. Cependant, le couple termine à la dernière place du concours.
En 2021, Houdrouge annonce sa grossesse et accouche de ses jumelles, Eliott et Mael. Elle publie ensuite "Ailleurs", son quatrième album studio, le 8 octobre 2021.