Симфонический оркестр при Новосибирской филармонии создан в 1956 году приказом Министерства культуры РСФСР. Становление коллектива связано с деятельностью его первого художественного руководителя и главного дирижера, выдающегося музыканта, народного артиста СССР Арнольда Каца, руководившего оркестром более полувека. Первые концерты оркестра состоялись в октябре 1956 года в Алтайском крае и Новосибирске под управлением Арнольда Каца и Кирилла Кондрашина, солировал Эмиль Гилельс. В следующем сезоне прошли концерты в городах Сибири и Дальнего Востока, в 1961 году оркестр дебютировал в Москве, в 1962-м – в Ленинграде. Зарубежную страницу биографии коллектива открывает поездка по Болгарии (1970), с тех пор он гастролировал в трех десятках стран Европы и Азии. В 1982 году оркестру было присвоено почетное звание академического.
Значительное место в жизни оркестра занимают выступления на отечественных и зарубежных фестивалях: среди них «Русская зима» в Москве, фестиваль Владимира Спивакова в Кольмаре, фестиваль русской музыки в Вене, Дрезденский и Узедомский музыкальные фестивали, фестиваль «Ухо» в немецком Эрлангене, Шанхайский Весенний фестиваль, «Мартовские дни» в Болгарии, Дни Иберийской музыки в Испании и многие другие. Коллектив является постоянным участником важных событий в культурной жизни Урала и Сибири – Международного рождественского фестиваля искусств в Новосибирске, фестивалей «Покровская осень» и «Великие имена. Великие даты», форумов Дениса Мацуева «Звезды на Байкале» в Иркутске и «Крещендо» в Тюмени. Оркестр плодотворно сотрудничает с лучшими дирижерами и солистами России и зарубежья. В 2006 году коллектив под управлением Арнольда Каца принимал участие в I Фестивале симфонических оркестров мира в Колонном зале Дома Союзов.
В 2007 году, после кончины Арнольда Каца, оркестр возглавил Гинтарас Ринкявичюс, главными приглашенными дирижерами стали Фабио Мастранжело и Томас Зандерлинг (в 2017–2022 гг. – художественный руководитель и главный дирижер коллектива). С 2022 года художественный руководитель и главный дирижер оркестра – Димитрис Ботинис. В 2023–2024 гг. оркестр выступал под его управлением в МКЗ «Зарядье», Концертном зале Мариинского театра, Государственной академической капелле Санкт-Петербурга, Большом театре Беларуси и Белорусской государственной филармонии, гастролировал в Тихвине, Великом Новгороде и Пскове.
Оркестр – базовый коллектив Транссибирского Арт-Фестиваля, ежегодно проходящего с 2014 года (художественный руководитель – Вадим Репин). На фестивале с коллективом выступали дирижеры Кент Нагано, Шарль Дютуа, Валерий Гергиев, Владимир Федосеев, Леонард Слаткин, Жан-Клод Казадезюс, меццо-сопрано Ольга Бородина, пианисты Рудольф Бухбиндер, Жан-Ив Тибоде, Денис Кожухин, Константин Лифшиц, скрипачи Пинхас Цукерман, Клара-Джуми Кан, Антон Бараховский, Александра Конунова, виолончелисты Марио Брунелло, Миша Майский и многие другие. За годы существования фестиваля оркестр исполнил ряд мировых и российских премьер, в том числе сочинения Софии Губайдулиной, Арво Пярта, Александра Раскатова, Марка-Энтони Тёрнеджа, Михаила Плетнёва, Леры Ауэрбах, Ильи Демуцкого, Кузьмы Бодрова.
Коллективом сделан ряд фондовых записей на радио и ТВ Новосибирска, на фирмах «Мелодия», Sony Classical, Russian Season, Diamond Сlassic, Audite, Naxos.
