Dai primi del '900 a oggi l'Orchestra ha tenuto circa 14.000 concerti collaborando con i maggiori musicisti del secolo: è stata diretta, tra gli altri, da Mahler, Debussy, Strauss, Stravinsky, Hindemith, Toscanini, Furtwängler, De Sabata e Karajan. I suoi direttori stabili sono stati Bernardino Molinari, Franco Ferrara, Fernando Previtali, Igor Markevitch, Thomas Schippers, Giuseppe Sinopoli, Daniele Gatti, Myung-Whun Chung. Dal 1983 al 1990 Leonard Bernstein ne è stato il Presidente Onorario. Dal 2005, Antonio Pappano è il nuovo Direttore Musicale.
Fra i più prestigiosi impegni dell'Orchestra è da segnalare la presenza alle manifestazioni per i 100 anni dei Proms [prima orchestra italiana ospite del prestigioso festival londinese]. Con Myung-Whun Chung (direttore principale dal 1997 al 2005) l'Orchestra ha tenuto concerti in Spagna, Portogallo, Belgio e ha svolto numerose tournée in Estremo Oriente. Oltre agli appuntamenti annuali con i più importanti festival musicali italiani, nel 2001 è stata la prima orchestra italiana ospite della Philharmonie di Berlino, la storica sede dei Berliner Philharmoniker.
Nel 2003 l'Orchestra ha partecipato alle celebrazioni per la riapertura del Teatro La Fenice di Venezia, nel 2004 ha trionfato alla Triennale di Colonia, e nel 2005 è tornata al Festival delle Notti Bianche di San Pietroburgo.
Durante la stagione 2005-2006 ha suonato a Madrid con Rostropovich, a Budapest, al Palau de la Musica di Barcellona e alla Semperoper di Dresda (Stabat Mater di Rossini diretto da Pappano). La stagione 2006-07 si è aperta con il grande successo raccolto dall'Orchestra e da Pappano al Teatro La Fenice di Venezia e alla Scala, dopo cinquant'anni di assenza dal grande teatro milanese. Nel marzo 2007 l'Orchestra ha svolto, sempre con Pappano, una tournée in Germania, Svizzera e Austria, con tappe prestigiose come il debutto al Musikverein di Vienna, dove il pubblico ha tributato alla compagine ceciliana calorosi applausi e critiche entusiastiche. L'estate 2007 ha visto l'Orchestra in importanti impegni internazionali come i Proms di Londra e una tournée in Giappone, nonchè due esibizioni a Mosca e Barcellona.
L'attività discografica è stata in questi ultimi anni molto intensa: tra le ultime incisioni, premiate con prestigiosi riconoscimenti (Diapason d'Or, Nomination per il Grammy Award), segnaliamo una serie di CD, diretti da Chung, dedicati alla musica sacra in occasione dell'anno giubilare.
Nel 2007 sono stati pubblicati due CD dedicati a Čajkovskij (Ouvertures & Fantasies e le ultime tre Sinfonie del grande autore russo), uno con la violoncellista Han-Na Chang dal titolo Romance e la Trilogia Romana di Ottorino Respighi, prime incisioni realizzate dall'Orchestra con Antonio Pappano per l'etichetta EMI.
