En1952, Nono rejoint leParti communiste italien (PCI)[1]. Son engagementcommuniste, en réalité marqué par le communisme révolutionnaire, ne sera ébranlé que par les événements demai 1968 qui conduiront à la radicalisation de certains groupes d'extrême gauche, passant à l'action terroriste.
En mars1954, Nono rencontre Nuria Schönberg, la fille d'Arnold Schönberg, àHambourg où il assiste à la première mondiale, en version concertante, de l'opéraMoïse et Aaron du compositeur autrichien disparu trois ans auparavant. Nono épouse Nuria en 1955. Le couple aura deux filles :
Silvia, née en 1959, traductrice, ex-compagne du metteur en scèneNanni Moretti et mère de son fils Pietro
Serena Bastiana, née en 1964, sculptrice et peintre.
Nono et sa famille s'installent sur l'île deGiudecca (Venise) en 1956.
De1950 à1960, Nono participe à l’Internationale Ferienkurse für Neue Musik (Université d'été internationale pour la nouvelle musique) à Darmstadt, qui lui permet de rencontrer notammentEdgar Varèse etKarlheinz Stockhausen. D'abord étudiant, il enseignera avec Maderna à partir de 1956. Les œuvres de cette première période comprennent :Polifonica-Monodica-Ritmica (1950),Epitaffio per Federico García Lorca (1952-1953),La victoire de Guernica (1954) etLiebeslied (« Chant d'amour », 1954). En 1954, Nono participe à un colloque sur les nouvelles techniques de composition auElektroakustische Experimentalstudio fondé parHermann Scherchen àGravesano. Il rejette progressivement l'approche analytique dusérialisme pour préserver l'intégrité du phénomène musical :Incontri (« Rencontres »,1955),Il canto sospeso (« Le Chant suspendu »,1956) etCori di Didone (« Chœurs de Didon »,1958). À Darmstadt en 1959, sa conférencePresenza storica nella musica d’oggi (« Présence historique dans la musique d'aujourd'hui ») est violemment controversée et provoque sa rupture avec Stockhausen.
Sa musique d'avant-garde est aussi l'expression d'une révolte contre la culturebourgeoise, concrétisée par son engagement communiste révolutionnaire. Il évite d'ailleurs la plupart des concerts traditionnels, auxquels il préfère l'opéra et la musique à l'usine. Il a fréquemment recours aux textes politiques dans ses œuvres, qui sont souvent ouvertement politiques. Ainsi,Il canto sospeso s'élabore sur les lettres de victimes de l'oppression durant laSeconde Guerre mondiale et lui vaut une renommée internationale. Cette connotation politique se retrouve également dansLa fabbrica illuminata (« L'Usine illuminée »,1964),Ricorda cosa ti hanno fatto ad Auschwitz (« Rappelle-toi ce qu'ils t'ont fait à Auschwitz »,1966),Non consumiamo Marx (« Ne consommons pas Marx »,1969),Ein Gespenst geht um in Europa (« Un spectre hante l'Europe »,1971, allusion directe àKarl Marx et au début duManifeste du parti communiste),Siamo la gioventù del Vietnam (« Nous sommes la jeunesse du Vietnam »,1973), et le fameuxAl gran sole carico d'amore (« Au grand soleil chargé d'amour »,1975). Nono met également en musique des textes ou de la poésie, notamment deCesare Pavese,Federico García Lorca,Pablo Neruda ouPaul Éluard.
Dès 1954, Nono s'intéresse à lamusique électronique. Ses premières compositions incluant un travail sur bande magnétique datent du début des années 1960, avecOmaggio a Vedova, pour bande magnétique en1960 etIntolleranza 1960 pour solistes, chœur, chœur sur bande magnétique et orchestre en1961. Il écrira plus tard notammentComo una ola de fuerza y luz poursoprano,piano,orchestre etmagnétophone (1972),... sofferte onde serene... pour piano et magnétophone (1976), ou encoreAl gran sole carico d'amore.
Après1980, Nono travaille auExperimentalstudio der Heinrich Strobel-Stiftung des Südwestfunks àFribourg-en-Brisgau où il se tourne alors résolument vers la musique électronique en direct ou aléatoire. Il s'intéresse particulièrement aux propriétés duson en tant que tel. Cette nouvelle approche se traduit par des œuvres telles queQuando Stanno Morendo. Diario polaccono 2 (1982),Guai ai gelidi mostri (1983),Omaggio a György Kurtág (1983) et avec éclat dans son dernier opéraPrometeo. Tragedia dell'ascolto (1984).
Sarà dolce tacere (« Ce sera un doux silence »), chant pour 8 solistes, d'après « La terra e la morte » deCesare Pavese, 1960
« Ha venido ». Canciones para Silvia, pour soprano et chœur de 6 sopranos, 1960
Omaggio aVedova (« Hommage à Vedova »), pour bande magnétique, 1960
Intolleranza 1960,action en deux tableaux d'après une idée d'Angelo Maria Ripellino, pour solistes, chœur, chœur sur bande magnétique et orchestre, 1961
Canti di vita e d’amore : Sul Ponte di Hiroshima, poursoprano, ténor et orchestre, 1962
Canti di vita e d’amore :Djamila Boupacha : monodie a cappella pour soprano solo
Canciones a Guiomar, pour soprano, chœur de femmes à 6 voix et instruments, 1963
Musique de scène pourDie Ermittlung de Peter Weiss, pour bande magnétique, 1965
Ricorda cosa ti hanno fatto in Auschwitz, pour bande magnétique, 1966
A floresta é jovem e cheja de vida, pour soprano, 3 voix récitantes, clarinette, feuille métallique et bande magnétique, sur un texte deGiovanni Pirelli, 1966
Per Bastiana - Tai-Yang Cheng, pour bande magnétique et orchestre en 3 groupes, 1967
Contrappunto dialettico alla mente, pour bande magnétique, 1968
Siamo la gioventù del Vietnam,pour chœur à une voix,1973
Per Paul Dessau, pour bande magnétique, 1974
Al gran sole carico d'amore (« Au grand soleil d'amour chargé »), action en deux tableaux(entré au répertoire de l'opéra), pour solistes, grand chœur et petit chœur, orchestre et bande magnétique, 1975
¿Donde estàs, hermano?, pour 2 soprani, une mezzo-soprano et une contralto, 1982
Omaggio a György Kurtág, pour contralto, flûte, clarinette, tuba et électronique, 1983
Guai ai gelidi mostri, pour 2 contralti, flûto, clarinette, tuba, alto, violoncelle, contrebasse et électronique, sur un texte deMassimo Cacciari, 1983
Prometeo. Tragedia dell'ascolto, pour 2 soprani, 2 contralti, ténor, 2 voix récitantes, flûte basse, clarinette contrebasse, trombone, alto, violoncelle, contrebasse, 2 joueurs de verres, chœur de solistes, 4 groupes orchestraux et électronique, 1984
A Carlo Scarpa, architetto, ai suoi infiniti possibili, pour orchestre à microintervalles, 1984
A Pierre. Dell'azzurro silenzio, inquietum, flûte basse, clarinette contrebasse et électronique, 1985
Risonanze erranti. Liederzyklus a Massimo Cacciari, pour mezzosoprano, flûte basse, tuba, percussions, et électronique, 1986
Caminantes... Ayacucho, pour contralto, flûte basse, orgue, 2 chœurs, orchestre (en trois groupes) et électronique, sur un texte deGiordano Bruno, 1987
Découvrir la subversion. Hommage àEdmond Jabès (composition incomplète), pourcontralto, basse, voix récitante, flûte, cor, tuba et dispositif électro-acoustique, 1987
Post-prae-ludiumno 1 « per Donau », pour tuba en fa et électronique, 1987
La lontananza nostalgica utopica futura. Madrigale per più caminantes con Gidon Kremer, pour violon solo et huit bandes magnétiques, 1988
Post-prae- ludiumno 3 « BAAB-ARR » (composition incomplète), pour flûte piccolo et électronique, 1988
« Hay que caminar », soñando, pour 2 violons, 1989
Le Quatuor des Possibles (1992), film documentaire d'Edna Politi, qui évoque en particulier la composition duQuatuor Fragmente-Stille an Diotima de Luigi Nono.