Территория будущего города, населённая индейцами чероки, начала осваиваться европейским и американским торговцами со второй половины XVII века. Первая масштабная экспедиция колонистов во главе с Г. Тимберлейком датируется 1761 годом. Город основан в 1786 году офицером Дж. Уайтом. В 1791 году получил название в честь первого военного министра США Г. Нокса, с этого же времени главный город Юго-Западной территории. В 1796-1817 годы (с перерывом) столица штата Теннесси. В период фронтира важный перевалочный пункт и центр сельско-хозяйтсвенного района. С созданием к 1855 году сети железных дорог на Юге США население Ноксвилла удвоилось. Во время Гражданской войны в США 1861-1865 годы входил в состав Конфедеративных штатов Америки; осенью 1863 года выдержал осаду и штурм северян. Со второй половины XIX века развивался как крупный торговый и промышленный центр Юга (за 1880-1887 годы открыто 97 хлопчатобумажных фабрик; велась добыча каменного угля и мрамора, осуществлялись лесозаготовки). В годы Великой депрессии хозяйство города и окружающего региона пришло в упадок. В 1933 году декретом Конгресса США было создано Управление по развитию долины р. Теннесси (Tennessee Valley Authority, TVA) со штаб-квартирой в Ноксвилле - государсвтеная корпорация, осуществлявшая первый и крупнейший проект регионального развития в истории страны (охватывал территорию штата Теннесси и частей соседних штатов Кентукки, Миссисипи, Алабама, Виргиния, Северная Каролина и Джорджия). В 1930-1940-е годы и последующие годы в регионе были сооружены десятки электростанций [первоначально ГЭС (к 1960-м годам гидроэнергетический потенциал р. Теннесси был использован на 95%), затем - ТЭС и АЭС], судоходные каналы и др. инфраструктурные объекты. В агломерации Ноксвилла получила развитие алюминиевая промышленность. В 1942 году в г. Ок-Ридж (к западу от Ноксвилла) в рамках «Манхэттенского проекта» создан крупный центр атомных исследований (Ок-Риджская национальная лаборатория Министерства энергетики США, завод по обогащению урана и др.). С 1950-х годов экономика города переживала спад, вызванный усилением конкуренции иностранного товаров и падением транспортного значения железнодорожного узла Ноксвилла. Центральная часть города окружена излучиной р. Теннесси и кольцом автомагистралей. На правом берегу реки расположены дом У. Бланта (1792 год; старейшее сохранившееся сооружение Ноксвилла), ансамбль коммерческих построек на пл. Маркет-сквер (последняя треть XIX - начало XX веков), англиканский собор Св. Иоанна в неороманском стиле (1892 год, арх. Дж.У. Йост, перестроен), высотные здания («Дженерал билдинг», 1925 год, архитектурное бюро «Barber & McMurry»; «Плаза тауэр», 1979 год, выс. 100 м, - самое высокое здание Ноксвилла). С запада к центру Ноксвилла примыкает зона Всемирной энергетические выставки 1982 года («Амфитеатр Теннесси» с тентовым перекрытием; смотровая башня «Сансфер», оба сооружения - 1982 год; Музей искусств Ноксвилла, 1990 год, арх. Э.Л. Барнс; Конгресс-центр, 2001 год). Также в Ноксвилле - вилла Блик-хаус (1858 год; ныне Мемориальный зал Конфедерации) и лютеранская церковь Св. Иоанна в стиле неоготики (1913 год, арх. Р.Ф. Граф). Вокруг городского центра - районы малоэтажной жилой застройки, среди которых размещены промышленно-складские территории и торговые комплексы. Ноксвилл - крупный научный, образовательный и культурный центр штата. В Ноксвилле - головной кампус Теннессийского университета (1794 год), Университет Джонсона (1893 год; др. название Джонсонский библейский колледж); среди других вузов - Ноксвиллский колледж (1875 год), Южный колледж (основан в 1882 году как Бизнес-колледж Ноксвилла; современное название с 2001 года), Фаунтейнхедский технический колледж (1947 год; Теннессийский иниверситет электроники), Общественный колледж Пеллиссиппи (1974 год). Отделения ряда вузов, в т. ч. Мемориального университета Линкольна, Технического института корпорации ITT, Национального колледжа бизнеса и технологии. В городе проходят многочисленные музыкальные фестивали и городской праздники. Крупнейшие спортивные сооружения - стадион «Нейланд» (1921 год; реконструирован в 2006, 2008 и 2010 годы; 102,5 тыс. мест) для проведения матчей по американскому футболу и «Томпсон-Болинг Арена» (1987 год; св. 21,5 тыс. мест) для проведения матчей по баскетболу, волейболу и др. Зал женской баскетбольной Славы (1999 год)