Reconnue comme l'une des meilleures formations polonaises actuelles, l’orchestre a été fondé en 1935 à Varsovie par Grzegorz Fitelberg. Fitelberg dirige la formation jusqu'en 1939, avant sa dissolution pendant la seconde guerre mondiale. En , l’orchestre est réactivé à Katowice par Witold Rowicki puis la direction artistique est reprise par Fitelberg de 1947 jusqu'à sa mort en 1953.
L’orchestre a joué dans la quasi-totalité des pays d’Europe, ainsi qu'en Asie et en Océanie, aux États-Unis, au Canada et au Brésil.
En 2023, Marin Alsop est nommée directrice artistique et cheffe de l’Orchestre symphonique national de la radio polonaise à compter de la saison 2023-2024, pour une durée de trois ans[3].