A lo largo de su historia fue liderada por Roberto Kinsky, Juan José Castro, Víctor Tevah, Simón Blech, Teodoro Fuchs, Juan Carlos Zorzi, Jacques Bodmer, Bruno D’Astoli, Jorge Rotter y Jorge Fontenla, como directores titulares, y por personalidades de la talla de Erich Kleiber, Georg Solti, Ernest Ansermet, Igor Markevitch, Hermann Scherchen, Sergiu Celibidache, Rudolf Kempe, Antal Dorati, Malcolm Sargent, Hans Rosbaud, Jean Fournet, Igor Stravinsky, Heitor Villa-Lobos, Aram Katchaturian, Frank Martin y Pablo Casals, como directores invitados, entre muchos otros. Cumpliendo con su fin de orquesta nacional, se presentó en más de cincuenta ciudades del interior del país que, en muchos casos, carecían de organismos orquestales propios (Diamante, Entre Ríos; Bella Vista, Corrientes; Zapala, Jujuy; Santiago del Estero; La Rioja; Catamarca y Comodoro Rivadavia, Chubut, entre otras). En 1991, la Sinfónica llegó por primera vez a Europa para actuar en las principales ciudades de España bajo la dirección de Simón Blech, con un repertorio íntegramente dedicado a autores americanos. Un año más tarde, se presentó en Chile, dirigida por Juan Carlos Zorzi, y en Brasil, por Blech, durante Festival de Inverno de Campos do Jordão (San Pablo).

Durante 1998, realizó una gira por Japón que incluyó una exitosa presentación en Tokio junto a la pianista Martha Argerich y que culminó con un concierto en Los Ángeles (Estados Unidos). En la temporada 2000 participó, como única representante de Latinoamérica, en el XVI Festival de Canarias de los Cinco Continentes, junto con las más destacadas orquestas del mundo. A partir de 2004, en el marco de la política cultural de fuerte contenido social encarada por la Dirección Nacional de Artes de la entonces Secretaría de Cultura de la Nación, participó del programa Música en las Fábricas, con multitudinarias presentaciones en ámbitos de producción y trabajo. Así, se presentó por primera vez en Ushuaia en la Cooperativa Renacer (ex Aurora), en los Talleres Ferroviarios de Tafí Viejo (Tucumán) y en el Barrio El Tambo de La Matanza.

Por su invalorable aporte a la cultura musical del país, fue galardonada con el diploma al mérito que otorga la Fundación Konex (1989). Fue distinguida, asimismo, por la Asociación de Críticos Musicales de la Argentina como Mejor Orquesta de las Temporadas 1996, 2000 y 2002. Desde 1994 hasta 2015, el maestro Pedro Ignacio Calderón fue el Director Titular del organismo.