Lahden säännöllisemmän musiikkielämän katsotaan alkaneen jo kauppalakaudella vuonna 1883, jolloin Lahden vapaaehtoinen palokunta perusti oman soittokunnan. Kaksikymmentä vuotta myöhemmin soittokunta lakkautettiin, mutta samoihin aikoihin perustettiin Lahden rautatieläisten yhdistyksen vastaava kokoonpano. Tässä vaiheessa myös Lahden Musiikinystäväin Yhdistys aloitteli toimintaansa. Fredrik Paciuksen syntymän satavuotisjuhlien yhteydessä kevättalvella 1909 heräsi kysymys myös ”oikean” orkesterin perustamisesta. 14-jäseninen yhtye saatiin vähitellen kootuksi, ja sen ensikonsertti oli loppiaisaattona 1910. Alkaneen vuosikymmenen kuluessa Lahdessa oli jonkin aikaa toiminnassa yhtaikaa kaksikin pienehköä kokoonpanoa, mutta toisaalta taas oli ajanjaksoja, jolloin jousistoa oli mahdotonta saada kootuksi sopivien soittajien vähäisestä määrästä johtuen. Syksyllä 1917 orkesterihanke pantiin jälleen vireille kaikista valtiollisista ja yhteiskunnallisista levottomuuksista huolimatta. Orkesterin johtajaksi saatiin säveltäjä Toivo Saarenpää, joka ponnisteli kilpailevat musiikkiyhdistykset puhaltamaan lopulta yhteen hiileen. Lahden uuteen orkesteriin kiinnitettiin kapellimestarin lisäksi kaksi palkkiotoimista ammattimuusikkoa, ja sen yhteydessä aloitti toimintansa myös soitonopetusta tarjoava orkesterikoulu. Kansalaissota katkaisi pian lupaavasti alkaneen kehityksen, ja toiminta hiipui lopullisesti Saarenpään siirtyessä musiikinopettajaksi Viipuriin.

Vihdoin 1920- luvun puolella saatiin orkesteri elvytetyksi uudelta pohjalta, tärkeänä tukena mm. läheiseen Hennalan varuskuntaan asettunut soittokunta, mutta mitään pysyvämpää kokoonpanoa ei siitä silti vielä syntynyt. Lahden musiikkielämä oli jälleen kerran vierailevien taiteilijoiden sekä muutaman kuoron ja soittokunnan varassa. Orkesteri herätettiin henkiin vuosiksi 1928-32 uuden vetäjän innoittamana, sekä usean vuoden hiljaiselon jälkeen uudestaan syksyllä 1938, jolloin kapellimestariksi ryhtyi musiikkikapteeni Matti Pälvi. Tämä yritys katkesi talvisodan syttymiseen. Vuonna 1940 muutti Lahteen Viipurin Musiikkiopisto johtajanaan maisteri Felix Krohn. Orkesteri kasattiin osin uusin voimin konserttikelpoiseksi, ja se esiintyi Krohnin johdolla monista vaikeuksista huolimatta mahdollisuuksien mukaan läpi jatkosotavuosien. Vuonna 1938 perustetun Lahden Orkesteriyhdistyksen, Musiikkiopiston, ja Hennalassa toimineen varuskuntasoittokunnan yhteistyö toimi alusta lähtien kitkattomasti, ja voimat voitiin keskittää rohkeasti joulukuussa 1944 Sibeliuksen toisen sinfonian esittämiseen.

Idea kunnallisesta sinfoniaorkesterista syntyi pian sotien jälkeen, ja asialle myötämielinen kaupunki palkkasi ensimmäiset äänenjohtajat syksystä 1949. Vuonna 1950 otettiin käyttöön nimi Lahden Kaupunginorkesteri, ja sen ensimmäinen päätoiminen kapellimestari Martti Similä astui orkesterin eteen syksyllä. Saman vuoden aikana palkattiin vielä kahdeksan muusikkoa lisää, joten orkesterin rungon muodosti 12 ammattisoittajaa. Toiminta oli varsin monipuolista ja aktiivista. Orkesterin edessä vieraili monia tunnettuja taiteilijoita, kuten Tauno Hannikainen, Aram Hatšaturjan, Igor Oistrah, Vaclav Neumann, Anja Ignatius ja Lea Piltti. Konsertteja oli annettu Loviisankadun teatteritalon salin lisäksi myös Nastolankadun työväentalolla ja Kannaksen yhteislyseon juhlasalissa. Vuonna 1954 valmistunut konserttitalo lähes 600-paikkaisine saleineen helpotti olennaisella tavalla kaupungin musiikkielämää, kun talon suojiin pääsi sekä orkesteri että musiikkiopisto. Etenkin Sibelius-tulkinnoillaan tunnetuksi tullut Martti Similä kuoli yllättäen alkuvuodesta 1958, ja hänen seuraajansa Urpo Pesonen siirtyi Oulusta Lahteen noin vuotta myöhemmin.

1960- luvulle tultaessa Lahden Kaupunginorkesteri ja koko kaupungin musiikkielämä olivat uusien haasteiden edessä. Lähtökohdatkin olivat muuttuneet joustavimmiksi: vakinaisten soittajien määrää oli lisätty monen vuoden tauon jälkeen, kapellimestarin ja soittajien virkasuhteet muutettu työsopimussuhteisiksi, ja määrärahoja nostettu entistä monipuolisemman toiminnan aikaansaamiseksi. Solistit olivat parhaimmillaan samaa tasoa kuin edellisellä vuosikymmenelläkin: Tibor de Machula, Enrico Mainardi, Tom Krause, Guila Bustabo, Bronislav Gimpel jne. Vuoden 1961 syksyyn mennessä vakinaisten muusikkojen määrä oli noussut 21:een. Urpo Pesonen oli ohjaksissa varsin tiiviisti, jonka vuoksi kapellimestarivieraita nähtiin varsinkin vuosikymmenen alkupuolella orkesterin edessä melko harvakseltaan. Ohjelmisto laajeni ennen kaikkea 1900-luvun musiikin puolelle. Esimerkiksi useita Šostakovitšin sinfonioita valmistettiin lahtelaisyleisön kuultaviksi. Näitä tulkitessa lavalla oli tosin usein enemmän tilapäisesti kuin vakinaisesti palkattuja soittajia.

1960- luvulla vakiintui orkesterin mukanaolo paikallisissa oopperaproduktioissa, annettiin puisto- ja koulukonsertteja, sekä tehtiin ensimmäiset konserttimatkat maamme rajojen ulkopuolelle Lahden ruotsalaiseen ystävyyskaupunkiin Västeråsiin. Vakanssikehitys oli koko 60-luvun ajan melko jähmeää, ja orkesterin pitkäjänteisen taiteellisen rakennustyön teki vaikeaksi myös muusikkojen suuri vaihtuvuus: vuosikymmenen aikana Lahdesta lähti puolen toistakymmentä nuorta soittajaa parempien palkkojen ja työskentelyolosuhteiden houkuttelemana pääkaupunkiin, muun muassa vuonna 1963 perustettuun Suomen Kansallisoopperan orkesteriin.

Urpo Pesosen kausi kesti aina kevääseen 1978 saakka. Hän ehti viimeisinä vuosina ennen eläkkeellesiirtymistään kokea mm. alueorkesteritoiminnan hyvät ja huonot puolet, yleisömäärän kasvun, valtionavun hitaan mutta vakaan nousun sekä kokoonpanon laajenemisen. Jouko Saaren ryhtyessä jatkamaan Pesosen työtä oli orkesterissa 32 päätoimista muusikkoa, sekä niiden lisäksi muutamia nk. orkesterioppilaita. Saaren kaudella ohjelmisto laajeni edelleen tasapuolisesti sekä koti- että ulkomaisen musiikin saralla. Vähemmän tunnettua mutta silti laadukasta musiikkia kuultiin ns. klassikkojen kustannuksella suhteellisesti enemmän kuin Similän ja Pesosen kausilla. Orkesteriin saatiin myös muutamia pitkään kaivattuja vakansseja, joiden joukossa myös intendentin virka.

1980- luvulla Lahden kaupunginorkesterin taiteellinen johtaja vaihtui kahdesti: Jouko Saarta seurasi Ulf Söderblom vuonna 1985, ja kolme vuotta myöhemmin tarttui ruoriin Osmo Vänskä. Nyt alkoi todella tapahtua aikaisempiin vuosikymmeniin verrattuna: orkesteriin perustettiin peräti yhdeksän tointa jousiston vahvistukseksi, aloitettiin levytystoiminta, sekä vierailtiin konsertoimassa Unkarissa saakka. Vuonna 1988 Söderblom ja Vänskä vaihtoivat tehtäviä edellisen jatkaessa päävierailijana. Kokoonpanoa kasvatettiin vuosikymmenen vaihteessa edelleen perustamalla kuusi uutta puhallinsoittajan tointa, orkesterin saavuttaessa siten 59 hengen vahvuuden. 1990- lukua väritti mm. monet kansainvälisesti arvostetut äänilevypalkinnot, vierailut mm. Helsingin Juhlaviikoilla, sekä Kalevi Ahon teosten kantaesitykset ja levytykset. Konserttimatkat maamme rajojen ulkopuolelle lisääntyivät huomattavasti: orkesteri konsertoi 90- luvulla mm. Pietarissa, Tukholmassa, Tallinnassa, Hampurissa, Le Havressa, Granadassa, Birmighamissa, Tokiossa ja New Yorkissa. Keväällä 1998 päätettiin lopullisesti pitkään pohdittavana olleen Sibeliustalon rakentamisesta, ja orkesteri pääsi uusiin tiloihin Vesijärven rannalle vuoden 2000 helmikuussa.

Levytykset ja ulkomaankiertueet ovat jatkuneet myös vilkkaina myös uuden vuosituhannen puolella. Uusista konserttikohteista mainittakoon Amsterdam, Berliini, Wien ja Lontoo, sekä Euroopan ulkopuolella esim. Osaka, Peking, Shanghai, Soul, Minneapolis, Buenos Aires ja Rio de Janeiro. Wienin kuulussa Musikvereinissa Sinfonia Lahtea on kuultu jo kolmen konserttimatkan yhteydessä, Lontoon Proms-konserttisarjassa kahden. Japania ja Kiinaa orkesteri on ehtinyt kiertää jo neljä kertaa. Nykyisin 67-jäsenisen orkesterin työskentelyyn on tuonut lisää laajuutta myös mm. yhteistyö koulunuorison kanssa, vuosittainen Sibelius-festivaali, oopperaprojektit, sekä varsin aktiivinen kamarimusiikkitoiminta. Säännölliset vierailukonsertit esim. Hämeenlinnassa ovat tämän päivän alueorkesterityötä. Viihdekonsertit ovat edelleen tärkeä osa toimintaa, niin kuin jo kunnallisen toiminnan alkuaikoina. Kaksi vuosikymmentä orkesterin taiteellisena johtajana ja ylikapellimestarina työskennellyttä Osmo Vänskää seurasi taiteellisena neuvonantajana Jukka-Pekka Saraste, jonka jälkeen ylikapellimestarin ja taiteellisen johtajan pestiä ovat hoitaneet Okko Kamu, ja vuoden 2016 syksystä lähtien Dima Slobodeniouk. Kaikki neljä edellä mainittua ovat olleet myös Sibelius-festivaalin taiteellisia johtajia.