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1926年至1927年间，诺顿工程师华尔特·莫尔设计出顶置凸轮轴发动机（OHC）。尽管这种气门机构比侧置气门发动机复杂，但发动机的抗爆性能和高转速性能得到很大的提高，有效提高了发动机的动力。该发动机表现不俗，刚刚问世就带来了惊喜——1927年赛车手本尼特驾驶一台配置OHC发动机的诺顿战车，在曼岛赛场横扫群雄，勇夺当年TT大赛高级组桂冠。此后，诺顿的OHC发动机开始称霸全球的公路比赛，诺顿把这台经受比赛考验的OHC发动机移植到量产型摩托车时，为其命名为 “国际比赛”，可见其威力之强！
领先的技术带来明显的比赛优势，诺顿在各项比赛中频频夺冠。1932年，比尔·雷西驾驶诺顿赛车，在法国蒙特雷赛道再次刷新最高速度，创下177km/h的纪录。1949年，GP大赛首次举办，诺顿在赛场上占据绝对优势，乔夫·杜克驾驶诺顿赛车赢得了高级组冠军。同时，由杜克、欧利佛和亚提·贝尔 “三剑客”组成的诺顿军团，在法国蒙特雷赛道大显神威，在350mL和 500mL 两个级别的赛事中总共创下21项世界纪录！
1950年，由麦克·堪德雷斯兄弟设计的“箭羽”车架用于诺顿的厂家赛车。“箭羽”车架采用雷诺531材料制造，轻量化且坚固耐久，是当时最先进的车架。在那年的年度大赛上，采用“箭羽”车架的诺顿赛车再立新功，杜克以惊人的速度摘取TT高级组的桂冠，贝尔则在低级组中冠绝群雄；更令人吃惊的是诺顿车队获得真正的“大满贯”，将高级组和低级组两个级别赛事的冠军、亚军、季军全部打包回家！1952年，诺顿继续迈出胜利的脚步，将包括奥古斯塔车队在内的强手一一击败，把TT大赛的高级组和低级组冠军都收入囊中。同时，诺顿车手乔夫·杜克成为最耀眼的明星，摘取了350mL和500mL 两个级别的GP世界冠军，并因此获得大英帝国勋章（OBE）。
第二次世界大战结束后，诺顿对开拓海外市场表现出浓烈的兴趣，特别是出口美国市场。为此，诺顿决定参加著名的美国戴托纳200比赛。1948年，诺顿组建了一支厂家赛车队伍，并招募了美国籍的赛车手斯蒂夫·兰瑟菲尔德和弗朗西斯·比尔特。由于诺顿OHC发动机技术领先于侧置气门发动机，诺顿赛车在戴托纳比赛中具有明显优势，车手连连夺冠。到后来，由于美国本土摩托车竞争力不够，甚至出现了这样戏剧性的事情——1952年，戴托纳200比赛的组织者禁止使用OHC发动机参赛！