東京オリンピックの記念文化事業として1965年東京都が設立（略称：都響）。

歴代音楽監督は森正、渡邉曉雄、若杉弘、ガリー・ベルティーニ、大野和士。現在、大野和士が芸術顧問（2028年度から桂冠指揮者）、アラン・ギルバートが特別客演指揮者／ミュージック・パートナー、ダニエーレ・ルスティオーニが首席客演指揮者、ペッカ・クーシストがアーティスト・イン・レジデンス（2028年度から首席指揮者）、小泉和裕が終身名誉指揮者、エリアフ・インバルが桂冠指揮者を務めている。
定期演奏会を中心に、小中学生への音楽鑑賞教室、青少年への音楽普及プログラム、多摩・島しょ地域での出張演奏、ハンディキャップを持つ方のための「ふれあいコンサート」や福祉施設での訪問演奏のほか、2018年からは、誰もが音楽の楽しさを体感・表現できる“サラダ音楽祭” を開催するなど、多彩な活動を展開。
CDリリースは、若杉弘、ガリー・ベルティーニ、エリアフ・インバルによる各『マーラー交響曲集』のほか、武満徹作品集などの現代日本管弦楽曲、交響組曲『ドラゴンクエスト』（全シリーズ）や『Fate/Grand Order』などのゲーム音楽まで多岐にわたる。
「首都東京の音楽大使」たる役割を担い、これまで欧米やアジアで公演を成功させ、国際的な評価を得ている。
2021年７月に開催された東京2020オリンピック競技大会開会式では、《オリンピック讃歌》の演奏（大野和士指揮／録音）を務めた。