Dàn nhạc biểu diễn khoảng 40 buổi hoà nhạc một năm với vốn tiết mục đa dạng phong phú từ các tác phẩm âm nhạc cổ điển, lãng mạn đến các tác phẩm hiện đại của các nhạc sĩ Việt Nam và quốc tế, xây dựng và biểu diễn các chùm tác phẩm của nhiều soạn gia nổi tiếng trên thế giới như Mahler Cycle, Beethoven Cycle, Mozart Cycle, Brahm Cycle, J. Strauss Cycle, Schubert Cycle, Bruckner Cycle, vv., dưới sự chỉ huy của nhiều nhạc trưởng quốc tế tên tuổi, đặc biệt là các nhạc trưởng có những đóng góp to lớn đối với sự phát triển của dàn nhạc như: Honna Tetsuji (Giám đốc Âm nhạc VNSO từ năm 2009), Colin Metters, Fukumura Yoshikazu, Lê Phi Phi, Jonas Alber, Marc Kissozy… và các nghệ sỹ độc tấu nổi tiếng như: NSND Đặng Thái Sơn, Tsutsumi Tsuyoshi, Tamas Varga, Goto Ryu, Imai Nobuko, Bùi Công Duy, Premysl Vojta, Stefan Schilli, Yamashita Yosuke, Rainer Honeck vv...