東京オリンピックの記念文化事業として東京都が1965年に設立。森正、渡邉暁雄、若杉弘、ガリー・ベルティーニら歴代の音楽監督のもとで日本を代表するオーケストラとして発展。
2008年プリンシパル・コンダクターにエリアフ・インバル、レジデント・コンダクターに小泉和裕が就任。2010年にはプリンシパル・ゲスト・コンダクターにヤクブ・フルシャを迎えた。ソロ・コンサートマスターを矢部達哉、四方恭子、コンサートマスターを山本友重が務める。
桂冠指揮者（故）ガリー・ベルティーニ、永久名誉指揮者（故）ジャン・フルネ。
東京文化会館、サントリーホールでの定期演奏会、プロムナードコンサート、「作曲家の肖像」シリーズ、都響スペシャルなどの主催公演を行うほか、十代の若者たちとの合同演奏による「ジョイントコンサート」、音楽鑑賞教室などの教育普及活動にも積極的に取り組んでいる。
代表的なCDには《武満徹作品シリーズ》を始めとする現代日本作品や、若杉弘、ベルティーニ、インバルによる各《マーラー集》の他、ゲーム音楽『ドラゴンクエスト』まで多岐にわたる作品がある。
91年「京都音楽賞大賞」を受賞。
これまでにヨーロッパ、北米、アジア各地での海外公演を行っている。近年は「東京文化発信プロジェクト・東京都交響楽団ハーモニーツアー」の一環として09年にはソウル・シンガポール、10年にはベトナムを訪問した。国内外における優れた演奏実績により《首都東京の音楽大使》として国際的な評価を得ている。

（2011年4月現在）