Fondata a Firenze nel 1980, per iniziativa della Regione Toscana, della Provincia e del Comune di Firenze, è considerata una tra le migliori orchestre in Italia.

Nel 1983, durante la direzione artistica di Luciano Berio, è diventata Istituzione Concertistica Orchestrale per riconoscimento del Ministero del Turismo e dello Spettacolo. L’organico medio è di 44 musicisti che si suddividono anche in agili formazioni cameristiche. L’Orchestra ha sede a Firenze nello storico Teatro Verdi, dove presenta la sua stagione di concerti, distribuiti poi in tutta la Toscana. È oggi guidata dalla direzione artistica di Daniele Spini e dalla direzione principale di Diego Ceretta.
L’Orchestra suona regolarmente in tutta Italia, ospite più volte del Lingotto di Torino, del Teatro alla Scala e dell’Accademia di Santa Cecilia di Roma e nelle più importanti sale europee a Lisbona, Valladolid e Salamanca e d’oltreoceano, dalla Carnegie Hall di New York al Teatro Coliseo di Buenos Aires, a Hong Kong e in Giappone. La sua storia artistica è segnata dalla presenza e dalla collaborazione con musicisti illustri come Salvatore Accardo, Martha Argerich, Rudolf Barshai, Yuri Bashmet, Franco Battiato, Stefano Bollani, Frans Brüggen, James Conlon, Myung-Whun Chung, Tan Dun, Richard Galliano, Gianandrea Gavazzeni, Gianluigi Gelmetti, Daniel Harding, Eliahu Inbal, Yo-Yo Ma, Butch Morris, Emmanuel Pahud, Ettore Pagano, Markus Stenz, Emmanuel Tjeknavorian, Frank Peter Zimmermann, Daniele Rustioni, che ne è stato Direttore musicale e Direttore artistico, Ryūichi Sakamoto e Uto Ughi. L’ORT si distingue per l’eccellenza dei musicisti di cui è composta ed è interprete duttile di un ampio repertorio, dal barocco al classicismo, dal romanticismo al Novecento storico, con una particolare attenzione alla musica contemporanea, che l’ha portata a partecipare a importanti manifestazioni come la Biennale Musica di Venezia e il Festival Musica di Strasburgo. L’ORT ha ideato e realizzato il Festival “Play It!” dedicato alla musica italiana del nostro tempo, che nel 2014 ha ricevuto il Premio “Franco Abbiati” della critica musicale italiana quale migliore iniziativa.
I suoi concerti sono trasmessi da Rai Radio Tre e da Rete Toscana Classica; incide per Emi, Ricordi, Agorà, VDM Records, Sony Classical, Warner Music Italia, NovAntiqua Records e Dynamic.