Создан в 1956 году. В 1982 году оркестру было присвоено почётное звание «академический». За 65 лет принял участие в огромном количестве фестивалей и выступил в самых престижных концертных залах мира. Гастрольные маршруты оркестра охватывают практически всю огромную территорию бывшего СССР. Коллектив десятки раз выступал в Москве, тесные связи сложились у него и с Санкт-Петербургом. На международную арену вышел в 1970 году. С этого момента и по сегодняшний день представляет Россию и родной Новосибирск в разных уголках мира.
С коллективом работали ведущие российские и зарубежные дирижёры: В. Гергиев, В. Федосеев, К. Кондрашин, А. Лазарев, Г. Рождественский, В. Спиваков, А. Пога, К. Ямада, Ш. Дютуа, Д. Кахидзе, К. Нагано, В. Нельсон, К. Пендерецкий, В. Синайский, Ю. Ситковецкий, М. Янсонс, С. Гетцель. С оркестром выступали: легендарные солисты прошлого — Э. Гилельс,Д. Ойстрах, С. Рихтер, М. Ростропович, Д. Хворостовский; патриархи современного исполнительского искусства — Ю. Башмет, Н. Гутман, Н. Луганский, М. Майский, М. Плетнёв; звёзды нового поколения — В. Репин, М. Венгеров, Б. Андрианов, В. Джиоева, Д. Мацуев, М. Рысанов, Д. Маслеев, Д. Трифонов и многие другие.
В сентябре 2022 года художественным руководителем и главным дирижёром оркестра стал Димитрис Ботинис.