На данный момент Ногейра выступает в американской организации UFC, являлся временным чемпионом организации в тяжелом весе в 2008 году. Брат-близнец Антонио Рожериу Ногейра.
Особую популярность Ногейра приобрел выступая в японской организации Pride Fighting Championships, где был чемпионом в тяжелом весе 2001−2003 года, временным чемпионом 2003−2004 года, финалистом гран-при Pride в тяжелом весе 2004 года, и полуфиналистом гран-при в абсолютном весе 2006 года. Также зрителям запомнилась его трилогия с российским бойцом Федором Емельяненко. Также Антонио был победителем турнира RINGS King of Kings 2000 года в тяжелом весе и чемпионом третьесортной Американской организации World Extreme Fighting. На данный момент занимает восьмую позицию в рейтинге тяжеловесов мира по версии Sherdog. Ногейра одерживал победы над такими бойцами, как Рэнди Кутюр, Мирко Филипович, Дэн Хендерсон, Фабрисио Вердум, Марк Колман, Джош Барнетт, Тим Сильвия, Хит Херринг и Сергей Харитонов.
Соперник: Киоси Тамура (Япония).
Где: Токио, Япония.
Когда: 9 октября 2000 год.
Турнир: Rings- King of Kings 2000 Block A.
Исход поединка: победа Ногейры сдачей соперника во втором раунде.
Соперник: Волк Хан (Россия).
Где: Токио, Япония.
Когда: 24 февраля 2001 год.
Турнир: Rings - King of Kings 2000 Final.
Исход поединка: победа Ногейры единогласным решением судей.
Соперник: Боб Сапп (США).
Где: Токио, Япония.
Когда: 28 августа 2002 год.
Турнир: Pride Shockwave.
Исход поединка: победа Ногейры сдачей соперника во втором раунде.
Соперник: Мирко Филиппович (Хорватия).
Где: Токио, Япония.
Когда: 9 ноября 2003 год.
Турнир: Pride Final Conflict 2003.
Исход поединка: победа Ногейры сдачей соперника во втором раунде.
Соперник: Сергей Харитонов (Россия).
Где: Сайтама, Япония.
Когда: 15 августа 2004 год.
Турнир: Pride Final Conflict 2004.
Исход поединка: победа Ногейры единогласным решением судей.
Соперник: Федор Емельяненко (Россия).
Где: Сайтама, Япония.
Когда: 15 августа 2004 год.
Турнир: Pride Shockwave 2004.
Исход поединка: победа Емельяненко единогласным решением судей.
После развала организации Pride Ногейра присоединился к UFC.
Его дебют пришелся на бой с Хиттом Херрингом на UFC 73, где он доказал своими различными комбинациями, что по праву заслуживает своё прозвище - Минотавр. Ногейра вновь победил Херринга, через единогласное решение.
Было объявлено во время UFC 79 вещания и последующей пресс-конференции, что Ногейра будет биться с Тимом Сильвией на UFC 81 за титул временного чемпиона в тяжёлой весовой категории.
На UFC 81 Ногейра победил Тима Сильвию в третьем раунде гильотиной и стал временным чемпионом в тяжёлом весе. Таким образом, он стал первым тяжеловесом сумевшим завоевать чемпионский титул по версиям UFC и PRIDE.
На UFC 92 потерял временный титул в поединке с Фрэнком Миром. Это было его первое поражение техническим нокаутом (все предыдущие были только судейскими решениями).
На UFC 102 одержал убедительную победу судейским решением над ветераном UFC Рэнди Кутюром, однако, в следующем поединке против Кейна Веласкеса впервые в карьере был нокаутирован. Последний свой бой Ногейра провел против соотечественника Фабрицио Вердума на турнире UFC on Fuel TV: Nogueira vs. Werdum, который состоялся 8-го июня 2013 года. Вердум победил во втором раунде после того, как Ногейра сдался.
