Автором слов произведения, более известной по его первыми строками, является Михаил Старицкий. Музыку к ней, как включение в оперу арии по мотиву повести Николая Гоголя «Утопленница», написал Николай Лысенко. Впервые опубликована в 1885-м в одесском альманахе «Нива».
Однако песня стала всемирно известной с другой мелодией. Авторами которой являются кобзарь Андрей Волощенко и Василий Овчинников. Напечатано в 3-й части Шевченковской «Школы игры на бандуре» в типографии В. Гроссе 1914 года вместе с тремя другими музыкальными произведениями Лысенко — «Заветом», «На смерть Т. Шевченко» и маршем «Эй, ну-ка парни к оружию».
Композиция стала весьма востребована к исполнению. Песню исполняли Анна Рекер, Алексей Горбунов, Тарас Компаниченко, Борис Гмыря, Дмитрий Гнатюк, Константин Огневой, Анатолий Соловьяненко, Николай Кондратюк, Ярослав Евдокимов, Хор им. Веревки, Александр Пономарев, Олег Винник, Александр Малинин, Квитка Цисык и тысячи других исполнителей по всему миру.
В варианте В. Косовского песня «Ноченька темная» была популярна в рядах Украинской Повстанческой Армии (УПА).
В 1973-м году, первый и пятый куплеты песни, были использованы в звуковой дорожке фильма «В бой идут одни старики» (муз. А. Волощенко и В. Овчинникова).