Nossenko est formée au club de Koubanotchka, sous la houlette des entraîneurs Tatiana Zaitseva et Natalia Dygay. Elle obtient la médaille d'argent lors des Jeux olympiques russes, et remporte le championnat de Russie de cette tranche d'âge.
Au niveau adulte, elle joue son premier match en championnat de Russie le , contre le Mordovotchka (0-1)[1], mais elle ne joue aucun match avec l'équipe première du club pendant les deux années suivantes. Elle redevient titulaire du Koubanotchka en 2014, après avoir disputé 13 matchs en championnat cette saison. En six saisons, Nossenko dispute 27 matchs en Premier League. Nossenko atteint par trois fois la finale de la Coupe de Russie (2014, 2015, 2016). En 2017, elle perd sa place dans l'équipe première, et quitte alors le club.
À partir de 2018, elle joue pour le Lokomotiv Moscou, qui termine à la seconde place du championnat de Russie en 2019.