Operaorkestret kan føre sin historie tilbake til 1827, nærmere bestemt til Strømbergs Theater som var et av de første stedene det ble fremført opera i Norge. Ved opprettelsen av Christiania Theater i 1837 og åpningen av Nationaltheatret i 1899 ble disse stedene orkestrets hovedsete, inntil Den Norske Opera & Ballett åpnet dørene på Youngstorget i 1959. Da Den Norske Opera & Ballett flyttet inn i nytt signalbygg i Bjørvika i 2008 fikk orkestret en egen orkesterprøvesal og akustiske arbeidsforhold i verdensklasse. Operaorkestret består i dag av 101 fulltidsansatte orkestermusikere og under musikksjef John Helmer Fiore har de etablert seg blant Norges fremste orkestre. Gjennom sesongen medvirker de i rundt 160 opera- og ballettforestillinger, og de spiller hver sesong tre eller fire større symfoniske konserter på Operaens hovedscene. Etter opprettelsen av den symfoniske konsertserien har kapasiteter som Lorin Maazel, Zubin Mehta, Leif Segerstam, Alexander Lazarev, Michail Jurowski og Hartmut Haenchen gjestet Operaen og skapt mange magiske øyeblikk med orkesteret. I tillegg til forestillinger og konserter, byr også orkestermusikerne på en egenprodusert kammermusikkserie på Scene 2. Musikerne har som sitt viktigste kollektive hovedmål å skape den beste orkestermusikalske rammen for Den Norske Opera & Balletts forestillinger i Operaen. Orkesteret høster gode kritikker, også i utenlandske kulturmedier. Nasjonaloperaens oppsetning av Peter Grimes ved festivalen i Savonlinna i Finland i 2012 under musikalsk ledelse av musikksjef John Helmer Fiore var et av flere store høydepunkter for orkesteret, og ble gjenspeilet i svært gode tilbakemeldinger fra alle hold. Gjennom mange år har dessuten orkesteret hatt et fruktbart musikalsk samarbeid med Rinaldo Alessandrini i blant andre Händel- og Mozartoperaer, og de har med ham som dirigent gitt ut en kritikerrost innspilling av operaovertyrer av W.A. Mozart. Man kan også nyte Operaorkesteret medvirkende i nye innspillinger med sopranene Eli Kristin Hanssveen og Marita Sølberg, dirigert av John Helmer Fiore. Desember 2015
