אורמנדי התמנה למנצחה של התזמורת הסימפונית של מיניאפוליס (כיום תזמורת מינסוטה) בשנת 1931 וכיהן בתפקיד עד 1936. בימים הקודרים של השפל הגדול, התקשרה חברת RCA ויקטור בחוזה למספר רב של הקלטות עם אורמנדי ועם תזמורת מיניאפוליס, בין היתר הקליטו את הסימפוניה השביעית של ברוקנר והסימפוניה השנייה של מאהלר. רמתן הגבוהה של הקלטות אלה תרמה לקידום שמו של אורמנדי כמוזיקאי יוצא מן הכלל. עזר נוסף, נכבד ביותר, קיבלה הקריירה שלו מארתור ג'ודסון, המנהל בעל ההשפעה הרבה ביותר בזירת המוזיקה הקלאסית באמריקה בשנות ה-30.
תקופת כהונתו בת 44 השנים של מאסטרו אורמנדי עם תזמורת פילדלפיה הקנתה לו חלק גדול משמו ופרסומו כיום. אורמנדי התמנה למנצח חבר של תזמורת פילדלפיה (לצד לאופולד סטוקובסקי) בשנת 1936, ובשנת 1938 מונה למנהל מוזיקלי ומנצח עד לפרישתו בשנת 1980, כאשר הוכתר למנצח כבוד של התזמורת.
אורמנדי עיצב את סגנון הלגאטו העשיר שתזמורת פילדלפיה התפרסמה בו, בייחוד במונחים של קשתנות וגוון צליל של קבוצת כלי המיתר. סגנונו זכה לשבחים על עושר צליליו אך גם לביקורת על העדר מכוון של כל מגע אישי אמיתי. בשנים האחרונות מבקרי מוזיקה רוויזיוניסטים נוטים להמעיט בהישגיו של אורמנדי ובהשפעתו, אף כי אורמנדי העלה מאוד את רף אמות המידה לביצוע מוזיקה. הוא הציג יושרה אישית ומוזיקלית יוצאת דופן וכושר מנהיגות מעולה. על דוכן הניצוח היה רשמי ומאופק.
אורמנדי נודע במיוחד ביצירות מסוף התקופה הרומנטית וראשית המאה ה-20. הוא קידם את המוזיקה של סרגיי רחמנינוב וניצח על ביצוע הבכורה של "המחולות הסימפוניים" שלו. הוא ניצח גם על ביצוע הבכורה של כמה סימפוניות של דמיטרי שוסטקוביץ' ושל יצירות אחדות של מלחינים אמריקאים.
יוג'ין אורמנדי ניצח על תזמורתו בקונצרטים רבים בארצות הברית ובסיורים בארצות אחרות, שבין המפורסמים בהם סיור הופעות בפינלנד בשנת 1955, בו ביקרו רבים מחברי התזמורת את המלחין הפיני הקשיש ז'אן סיבליוס באחוזתו הנידחת, וסיור בסין בשנת 1973 בו ניגנה התזמורת בפני קהל מאזינים נלהב, שהיה מנותק במשך עשורים רבים ממוזיקה קלאסית מערבית.
אורמנדי גם הופיע כמנצח אורח עם תזמורות אחרות, ובסוף שנות ה-60 הקליט את הסימפוניה "מן העולם החדש" של דבוז'ק, בביצוע מרשים בייחודו, עם התזמורת הסימפונית של לונדון. הוא ניצח גם על העטלף של יוהאן שטראוס בביצוע המטרופוליטן אופרה בניו יורק, אך מעל לכל היה נאמן, במשך 48 שנים, לתזמורת פילדלפיה שעמה הקליט, מאז 1936 ועד מותו, מאות הקלטות, המקיפות כמעט כל ז'אנר אפשרי במוזיקה הקלאסית.
