1946年、第二次世界大戦によって中断された音楽文化の再建と、新しい舞台音楽の公演を目標に「東宝交響楽団」として創立。1951年に東京交響楽団に改称し、現在に至る。
現代音楽やオペラの初演に定評があり、これまでに文部大臣賞、京都音楽賞大賞、文化庁芸術作品賞、モービル音楽賞、サントリー音楽賞、川崎市文化賞など日本の主要な音楽賞の殆どを受賞。舞台芸術創造活動活性化事業として文化庁の助成を受け、サントリーホール、ミューザ川崎シンフォニーホール、東京オペラシティコンサートホールで主催公演を行うほか、川崎市とフランチャイズ、新潟市と準フランチャイズ提携し、コンサートやアウトリーチなどを積極的に展開。2020年には「マッチングギフトコンサート」が川崎市の支援のもと開催され、自治体とオーケストラによる前例のない取組が注目を集めた。これら地域に密着した活動の一方で、海外においてもウィーン楽友協会での公演や日中平和友好条約締結40周年記念公演等、59都市で83公演を開催。2024年より、アジア全体の音楽文化の向上を図る「東京交響楽団アジア・プロジェクト」を展開している。
新国立劇場では1997年の開場時からレギュラーオーケストラとして毎年オペラ・バレエ公演に出演。子どものための演奏会にもいち早く取り組んでおり、「0歳からのオーケストラ」「こども定期演奏会（サントリーホールとの共催）」は多方面から注目されている。また、録音や放送においても活発で、テレビ朝日「題名のない音楽会」へレギュラー出演や、TOKYO SYMPHONYレーベル、N&Fレーベル、キングレコード、 EXTONレーベル、日本コロムビア等からCDを多数リリース。
2014年シーズンより第3代音楽監督に就任したジョナサン・ノットとともに、日本のオーケストラ界を牽引する存在として注目を集めている。2017年より3年がかりで取り組んだ「モーツァルト 演奏会形式オペラシリーズ」に続き、「R.シュトラウス コンサートオペラシリーズ」は、『音楽の友』誌「コンサート・ベストテン」において、第1弾《サロメ》（2022年）が第2位、第2弾《エレクトラ》（2023年）が第1位に選出。2024年12月の第3弾《ばらの騎士》も大絶賛を博した。
2019年にはジョナサン・ノット指揮『マーラー：交響曲第10番＆ブルックナー：交響曲第9番』が「ミュージック・ペンクラブ音楽賞優秀録音作品賞」を受賞。『音楽の友』誌の「41人の音楽評論家・記者が選ぶ『コンサート・ベストテン2019』」で最多の3公演が選出されたほか、2020年には音楽監督とともに「ミュージック・ペンクラブ音楽賞オペラ・オーケストラ部門、室内楽・合唱部門（東響コーラス）」をW受賞した。
ITへの取り組みも積極的で、「VRオーケストラ」や、日本のオーケストラとして初の音楽・動画配信サービス『TSO MUSIC&VIDEO SUBSCRIPTION』をスタート。2020年ニコニコ生放送でライブ配信した無観客演奏会は約20万人が視聴、2022年12月には史上最多45台カメラを用いた《第九》公演を配信し注目を集めた。2021年3月文化庁委託事業「文化芸術収益力強化事業」では代表幹事団体として、全国のプロオーケストラとともにチームラボボーダレスでの新感覚コンサートを開催、プロオーケストラとして初めて電子チケットを導入した。
2026年4月より第４代音楽監督としてロレンツォ・ヴィオッティが就任する。
