Des de la seva fundació ha actuat com a orquestra de Ràdio França. El seu primer director titular fou D.E. Inghelbrecht, que instaurà un repertori basat en l’obra de C. Debussy i M. Ravel. El 1944 E. Rosenthal assumí el càrrec de director permanent de l’orquestra, que exercí fins el 1947 i que posteriorment fou ocupat per R. Desormière (1947-51) i Ch. Münch com a directors permanents, i M. Le Roux (1961-67) i J. Martinon (1968-73) com a directors musicals. S. Celibidache en fou primer director convidat del 1973 al 1975, càrrec en el qual el succeí L. Maazel, que del 1988 al 1990 fou director musical. J. Tate ocupà el lloc de primer director convidat del 1989 al 1998, i Charles Dutoit succeí Maazel en la direcció musical el 1991. La temporada 2001-02 K. Masur esdevingué el nou director musical de l’Orquestra Nacional de França. La seu de l’orquestra, al Théâtre des Champs Elysées, és l’escenari on es duen a terme els més de setanta concerts que ofereix anualment a París. Les nombroses gires internacionals que realitza l’han convertida en ambaixadora de la música francesa arreu del món. Molts dels intèrprets més notables del segle XX, entre els quals M. Argerich, P. Boulez, L. Bernstein, Yo Yo Ma, J. Norman, M. Rostropovič o I. Stern, han col·laborat amb la formació, que, a més, ha protagonitzat estrenes absolutes d’obres com Le Soleil des eaux, de P. Boulez (1950), Primera simfonia de H. Dutilleux (1951), Déserts, d’E. Varèse (1954), o Jonchaines, de I. Xenakis (1977). Els darrers anys s’ha iniciat en el món de l’òpera, en el qual ha destacat amb la versió concertística de Pelléas et Mélisande realitzada l’any 2000. En el camp dels enregistraments cal fer esment de la integral de l’obra orquestral d’E. Varèse, o els discos compactes dedicats a les obres de H. Dutilleux, C. Saint-Saëns o F. Poulenc, entre d’altres.