Orkiestra Symfoniczna Filharmonii Zielonogórskiej istnieje od 1956 r. (koncert inauguracyjny odbył się 26 maja; dyrygował Mieczysław Tomaszewicz). Początkowo dużą część zespołu stanowili amatorzy, jednak z chwilą upaństwowienia orkiestry (w 1961 r. ) zaczęli ich zastępować zawodowi muzycy. Wtedy też zespół otrzymał własna siedzibę. Przez wiele lat kierował nim Zygmunt Hassa. W lutym 1974 r. (za czasów dyrekcji Kazimierza Morskiego) orkiestra zyskała status Filharmonii. Do pierwszych znaczących sukcesów należy zaliczyć koncert orkiestry w Warszawie
w ramach Panoramy XXX-lecia w lipcu 1975 r. Wydarzeniem, które przeszło do historii był nadzwyczajny recital Światosława Richtera w lutym 1977 r. W latach 1980 – 86 Filharmonią kierował Szymon Kawalla, często koncertujący wraz zespołem poza jego siedzibą – w różnych miastach Polski, a także poza jej granicami (b. NRD, b. ZSRR, na przełomie 1981/82 – tournee´s po Hiszpanii i Włoszech w czasie którego zielonogórscy filharmonicy zostali przyjęci na audiencji u papieża Jana Pawła II). We wrześniu 1982 r. nadano Filharmonii imię Tadeusza Bairda – wybitnego współczesnego kompozytora polskiego. W roku 1986 dyrekcję oraz kierownictwo artystyczne objął Czesław Grabowski, wraz z którym orkiestra odbyła kolejne tournee´s artystyczne po Włoszech, Niemczech (gdzie występuje bardzo regularnie), byłym ZSRR, kilkakrotnie po Hiszpanii, Holandii, Danii i Francji. Nastąpiło ożywienie artystycznych kontaktów z landem Brandenburgii, współpraca i wspólne koncerty z orkiestrami i chórami niemieckimi. W repertuarze zespołu znajdują się dzieła wszystkich epok i stylów muzycznych. Orkiestra koncertuje z wieloma dyrygentami i różnymi zespołami (zarówno polskimi jak i zagranicznymi), towarzyszy wybitnym solistom z kraju i zagranicy. Rocznie daje 80 – 90 koncertów: symfonicznych, oratoryjnych, operowych, popularnych (w tym również edukacyjnych dla dzieci i młodzieży), a także uświetniających ważne wydarzenia i jubileusze. Filharmonia Zielonogórska jest organizatorem corocznych festiwali: Dni muzyki nad Odrą, Festiwalu Smyczkowego „Mistrzowie polskiej wiolinistyki”, Międzynarodowego Festiwalu Organowego oraz Dni muzyki wokalnej. W swym dorobku artystycznym posiada nagrania płytowe. Wobec tak szerokiej działalności koncertowej oraz wzrostu znaczenia Filharmonii, jako ważnego ośrodka międzynarodowej artystycznej współpracy, koniecznym stało się wybudowanie i otwarcie w 2004 r. nowej sali koncertowej Międzynarodowego Centrum Muzycznego „Wschód-Zachód”.
Od 1 września 2021 r. funkcję dyrektora Filharmonii Zielonogórskiej pełni Rafał Kłoczko.