Créé en 1983, l’Orchestre de l’Opéra de Lyon a comme premier directeur musical John Eliot Gardiner. Kent Nagano, Louis Langrée et Iván Fischer lui succèdent jusqu’en 2003. Depuis lors, il a été dirigé par chefs tels que William Christie, Hartmut Haenchen, Leopold Hager, Lothar Koenigs, Bernhard Kontarsky, Emmanuel Krivine, Stefano Montanari, Kirill Petrenko, Evelino Pidò, entre autres. Kazushi Ono est son chef de 2008 à 2017, suivi de Daniele Rustioni qui devient directeur musical à partir de la saison 2022-2023.
L’orchestre est un élément essentiel de l’identité et de l’excellence artistique de l’Opéra de Lyon et de son excellence, saluée en 2017 par deux prix internationaux : l’Opera Award de la Meilleure Maison d’opéra décerné par la presse britannique et le prix Opéra de l’Année décerné par Opernwelt. Il est régulièrement invité en France et à l’étranger : Festival d’Édimbourg, Festival d’Athènes, Opéra d’Amsterdam (Émilie, création de Kaija Saariaho), Théâtre des Champs-Élysées, Opéra-Comique. En 2014, l’orchestre est en tournée au Japon avec Kazushi Ono, ainsi qu’en Europe avec Joyce DiDonato. En 2016, on peut l’entendre à l’Opéra de Mascate (sultanat d’Oman) dans Don Giovanni sous la direction de Stefano Montanari, en 2018 avec Une nuit à Venise sous la direction de Daniele Rustioni et en 2019 avec L’Enfant et les Sortilèges, sous la direction de Titus Engel. En 2018, il accompagne les lauréats des Victoires de la musique classique.
L’orchestre se produit régulièrement au Festival d’Aix-en-Provence : en 2010 dans Le Rossignol et autres fables, en 2011 dans Le Nez sous la direction de Kazushi Ono, en 2015 dans Iolanta/Perséphone sous la direction de Teodor Currentzis et dans Le Songe d’une nuit d’été sous la baguette de Kazushi Ono ; en 2019 dans Tosca dirigée par Daniele Rustioni. En 2021, sous la direction de Daniele Rustioni, il a donné Le Coq d’or de Rimski-Korsakov et, de Verdi, I due Foscari (en concert) et Falstaff. Pour l’édition 2022, il est dirigé par Daniele Rustioni pour Moïse et Pharaon et par Kent Nagano pour la création de Pascal Dusapin II viaggio, Dante.
L’orchestre a pris part à plus de 70 enregistrements discographiques et vidéographiques. Parmi les plus récents, citons : les concertos pour violon de Dutilleux et de Rafaël D’Haene avec Iossif Ivanov ; les récitals de Joyce DiDonato, Divo, Diva sous la direction de Kazushi Ono et Stella di Napoli dirigé par Riccardo Minasi (Diapasons d’or) ; The French Collection avec Piotr Beczała sous la direction d’Alain Altinoglu ; et en DVD, La Veuve joyeuse, La Vie parisienne, et Claude de Thierry Escaich, dont l’orchestre a aussi enregistré quatre œuvres sous la direction d’Alexandre Bloch, avec le clarinettiste Paul Meyer.