Noa Frenkel ist eine vielseitige Künstlerin mit einer Affinität für viele Musikstile und eine Altistin mit einem großen Stimmumfang. Ihr Konzertrepertoire reicht von der Renaissance bis zur zeitgenössischen Musik. Zahlreiche Komponist*innen, vor allem Chaya Czernowin, haben eigens für sie geschrieben. Zu ihren jüngsten Auftritten gehören u. a. Berios Ofaním mit dem Ensemble Intercontemporain beim Festival d'Automne in Paris, Gubaidulinas Stunde der Seele im Wiener Konzerthaus, Pascal Dusapins Oper Penthesilea mit dem Orchestre de Paris, eine Uraufführung von Thierry Pecous Oper Nahasdzaan an der Oper von Rouen, Bernsteins Liederzyklus mit dem Rundfunkorchester Leipzig, Mahlers Das Lied von der Erde in Victoria, Kanada und Mulhouse, Brahms' Alt-Rhapsodie mit dem Israel Chamber Orchestra, Berios Sinfonia in der Elbphilharmonie Hamburg, Luigi Nonos Prometeo an der Mailänder Scala, beim Holland Festival, Lucerne Festival und in der Berliner Philharmonie, Verdis Messa da Requiem beim Ljubljana Festival, Feldmans 3 Voices in Dresden, Mahlers Symphonie Nr. 3 mit dem Jerusalem Symphony Orchestra und Nonos Guai ai gelidi mostri im Wiener Konzerthaus. Darüber hinaus interpretierte sie Nonos Oper Al gran sole carico d'amore in Basel, die Uraufführung von Czernowins Heart Chamber an der Deutschen Oper Berlin, Pnima in Stuttgart sowie Infinite Now in Antwerpen, Gent, Mannheim und Paris, Stockhausens Sonntag aus Licht in Köln, François Paris‘ Maria Republica in Nantes, Andreas Kersting Tod eines Bankers in Görlitz, Frau in Zaïde/Adama von Mozart/Czernowin bei den Salzburger Festspielen, in Bremen und Basel, Frau Ocholowska in der Uraufführung von Johannes Kalitzkes Die Besessenen am Theater an der Wien, Dritte Dame in Mozarts Die Zauberflöte in Nantes und Angers, Madame Flora in Menottis The Medium in Rotterdam, La Maestra delle novizie in Puccinis Suor Angelica bei den Bochumer Symphonikern, Philip Glass' Akhnaten in Rotterdam und die Madrigaloper La barca mit der Nationalen Reisopera in Holland und Belgien. Frenkel ist mit Barockensembles wie Les Arts Florissants, Elyma Ensemble, Combattimento Amsterdam und dem Utrecht Baroque Consort aufgetreten. Sie ist Mitbegründerin des Kassiopeia-Quintetts, einer Vokal-Madrigalgruppe, die später alle sechs Madrigalbücher von Carlo Gesualdo aufgenommen hat. Die CDs wurden von der internationalen Musikpresse hoch gelobt. Außerdem ist sie eine geschätzte Interpretin zeitgenössischer Musik und tritt regelmäßig bei den wichtigsten Festivals in Europa mit renommierten Ensembles wie dem Ensemble Modern Frankfurt, dem Schönberg Ensemble Amsterdam, dem Klangforum Wien, dem L'Ensemble Intercontemporain-Paris, der MusikFabrik Köln, den Israeli Contemporary Players sowie dem Experimentalstudio Freiburg (SWR) auf.