საქართველოს სიმფონიური ორკესტრი ოფიციალურად 1925 წელს დაარსდა და მისი პირველი სამხატვრო ხელმძღვანელი და მთავარი დირიჟორი ივანე ფალიაშვილი გახლდათ. 1933 წელს ორკესტრს სახელმწიფო სტატუსი მიენიჭა და მისი მთავარი დირიჟორი გახდა 1937 წელს რეპრესირებული - ლეგენდარული ევგენი მიქელაძე. 1971 წელს საქართველოს სახელმწიფო სიმფონიურ ორკესტრს დამსახურებული ორკესტრის წოდება მიენიჭა, ხოლო 1994 წელს - ევგენი მიქელაძის სახელი.
სხვადასხვა დროს ორკესტრს ხელმძღვანელობდნენ დირიჟორები: ალექსანდრე გველესიანი, გრიგოლ კილაძე, ალექსანდრ გაუკი, შალვა აზმაიფარაშვილი, ოდისეი დიმიტრიადი, ჯემალ გოკიელი, ზაქარია ხუროძე, ჯანსუღ კახიძე, დევიდ დელ პინო კლინგე, ვახტანგ მაჭავარიანი; სამხატვრო ხელმძღვანელები: ანდრია ბალანჩივაძე და ალექსი მაჭავარიანი.
2005 წელს საქართველოს სახელმწიფო სიმფონიური ორკესტრი, სხვა სახელმწიფო სტატუსის მქონე კოლექტივებთან ერთად, ახლად დაფუძნებულ საქართველოს ეროვნულ მუსიკალურ ცენტრში გაერთიანდა და მას შემდეგ ორკესტრი მოიხსენიება, როგორც ევგენი მიქელაძის სახელობის საქართველოს ეროვნული სიმფონიური ორკესტრი. მუსიკალური ცენტრის ხელმძღვანელად კი მოიწვიეს 25 წლის კომპოზიტორი - ნიკოლოზ რაჭველი, რომელიც იმ დროისათვის ვენის მუსიკისა და საშემსრულებლო ხელოვნების უნივერსიტეტში სწავლობდა. 2007 წლიდან ნიკოლოზ რაჭველმა ორკესტრის მთავარი დირიჟორის თანამდებობა შეითავსა.
სხვადასხვა წლებში საქართველოს ეროვნული სიმფონიური ორკესტრი კონცერტებით გამოდიოდა მსოფლიოს ცნობილ საკონცერტო დარბაზებში, მათ შორის: მოსკოვის კონსერვატორიის დიდი დარბაზი, ბერლინის ფილარმონია, ამსტერდამის კონცერტგებაუ, ათენისა და ფრანკფურტის საკონცერტო დარბაზები, პარიზის Les Invalids, პიერ კარდენის ცენტრი, იუნესკოს საკონცერტო დარბაზი და Salle Pleyel, პეტერბურგის შოსტაკოვიჩის სახელობის ფილარმონია, ტალინის NORDEA, ბერლინის კონცერტჰაუზი, ბრიუსელის Palais de Beaux Arts BOZAR, სტრასბურგის Convention Centre, ჰამბურგის ელბ ფილარმონია, ფრანკფურტის ალტე ოპერა და სხვ.
შემოქმედებითი მოღვაწეობის 94 წლის მანძილზე ორკესტრს შესრულებული აქვს ეროვნული და მსოფლიო სიმფონიური და საოპერო მუსიკის არაერთი შედევრი. ის გახლავთ ქართველ კომპოზიტორთა პრაქტიკულად ყველა მნიშვნელოვანი სიმფონიური თხზულების პირველი შემსრულებელი და ამასთანავე უცხოელ კომპოზიტორთა ქართული პრემიერებისა.
2013 წელს საქართველოს ეროვნულ მუსიკალურ ცენტრში განხორციელებული რეფორმის შედეგად ეროვნულ სიმფონიურ ორკესტრს ახალგაზრდა ნიჭიერ მუსიკოსთა თაობა შემოუერთდა. შეირჩა სამხატვრო საბჭო, რომლის შემადგენლობაში შედიან: გია ყანჩელი, ლექსო თორაძე, იოსებ ბარდანაშვილი, პაატა ნურჭულაძე, შალვა მოსიძე. ევგენი მიქელაძის სახელობის საქართელოს ეროვნული სიმფონიური ორკესტრი არის საქართველოს მასშტაბით პირველი ორკესტრი, რომელმაც მოიპოვა უფლება თავად აირჩიოს საკუთარი შემოქმედებითი ხელმძღვანელი (მანამდე ეს თანამდებობა საქართველოს კულტურის მინისტრის მიერ ინიშნებოდა). 2013 წლის დეკემბერში, საქართველოს ეროვნულმა სიმფონიურმა ორკესტრმა სამხატვრო ხელმძღვანელად და მთავარ დირიჟორად ნიკოლოზ რაჭველი აირჩია და მას შემდეგ არაერთი წარმატებული კონცერტი გამართა მოწვეულ ქართველ და უცხოელ მუსიკოს-შემსრულებლებთან ერთად, როგორც საქართველოში, ასევე მის ფარგლებს გარეთ.