Филхармония има богата история, която започва през 1951 година със създаването на любителски симфоничен оркестър. През 1966 година, оркестърът е участвал успешно на Първите летни музикални тържества под ръководството на диригента Иван Найденов. Тези тържества в последствие се превръщат в Международния музикален фестивал "Варненско лято".
През 1976 година, по инициатива на диригента и цигулара проф. Саша Попов, е създаден симфоничен оркестър, който през 1988 година се преобразува във филхармония. В началото, диригентите Руслан Райчев, Васил Стефанов, Йоско Йосифов и Константин Илиев биват поставени в началото на оркестъра. Диригентите Емил Главанаков, Иван Маринов и Йордан Дафов също имат значителен принос за професионалното развитие на оркестъра. От началото на 2000 година главен диригент е Станислав Ушев.
Оркестърът представя богат репертоар, включително симфонична музика, кантатно-ораториални произведения от различни композитори, както и множество български музикални произведения. Изпълненията му са свързани с имената на много известни инструменталисти, включително Ифра Нийман, Леонит Коган, Давид Ойстрах, Алексис Вайсенберг, Пабло Казалс, Юри Буков и други.
По традиция, оркестърът участва в тържественото откриване на Международния музикален фестивал "Варненско лято". Той участва във всички престижни български фестивали и изнася гастроли в множество държави, включително Германия, Чехия, Словакия, Полша, Русия, Франция, Австрия, Испания и Италия.
Филхармонията е записала множество произведения по Българското национално радио и Националната телевизия.