Héritier de la Société des Grands Concerts de Lyon, fondée en 1905 par Georges Martin Witkowski, l’Orchestre national de Lyon s’enorgueillit d’un passé prestigieux auquel ont contribué notamment André Cluytens, Charles Munch, Paul Paray et Pierre Monteux. 

En 1969, à l’initiative de la municipalité de Lyon et dans le cadre de la fondation des orchestres régionaux par Marcel Landowski, il devient un orchestre permanent de 102 musiciens, sous le nom d’Orchestre philharmonique Rhône-Alpes, avec comme premier directeur musical Louis Frémaux (1969-1971). 

Dès lors, il est administré et soutenu financièrement par la Ville de Lyon, qui le dote en 1975 d’une salle de concert, l’Auditorium de Lyon ; cette salle, l’une des plus vastes de France avec ses 2000 places, jouit depuis sa rénovation totale d’une acoustique remarquable. Depuis la création de l’Orchestre de l’Opéra de Lyon en 1983, l’Orchestre se consacre, sous la nouvelle appellation d’Orchestre national de Lyon, au répertoire symphonique. 

Succédant à Louis Frémaux en 1971, Serge Baudo reste à la tête de l’Orchestre jusqu’en 1986 et en fait une phalange reconnue bien au-delà de sa région d’origine. Sous l’impulsion d’Emmanuel Krivine, directeur musical de 1987 à 2000, l’ONL connaît une progression artistique saluée par la critique internationale.  L’ONL développe une activité intense hors de Lyon. Après 3 tournées au Japon dans les années 1990, sous la direction d’Emmanuel Krivine, l’ONL y retourne en novembre 2007 avec Jun Märkl, pour 9 concerts dont 2  à Tokyo. Il est invité régulièrement aux Chorégies d’Orange et à la Cité de la musique à Paris. Il s’est produit à Vienne en février 2007 et  sera en 2008 à Munich, Cologne, Lucerne et Amsterdam. Depuis la réouverture de la salle Pleyel (Paris), l’orchestre y donne un concert chaque saison.