Besonders geprägt wurde das Osnabrücker Symphonieorchester von seinen fünf Chefdirigenten: Bruno Hegmann (1947 - 1965), Heinz Finger (1965 - 1988), Jean-François Monnard (1988 - 1999), Lothar Koenigs (1999 - 2003) und Hermann Bäumer, der in der Spielzeit 2003/04 als neuer Generalmusikdirektor berufen wurde. Der jeweils akzentuierten Programmgestaltung dieser Orchesterleiter war beziehungsweise ist gemeinsam, dass sie sich neben der Pflege der klassisch-romantischen Konzertliteratur sehr entschieden für die Integration zeitgenössischer Werke in den Konzertbetrieb einsetzen und besonders um die Förderung junger Komponisten bemühen.

Die Tätigkeit der heute 59 Musikerinnen und Musiker zeichnet sich durch große Vielfalt aus. Im Bereich des Musiktheaters reicht das Aufgabengebiet von der großen Oper bis zum Tanztheater, von der Operette bis zum Musical. Den Schwerpunkt der symphonischen Tätigkeit bilden acht Abonnementskonzerte. Populäre Sonderkonzerte, das Konzert zum Neujahrstag, Familien- und Schulkonzerte für Groß und Klein zählen zu den weiteren Aufgaben des Osnabrücker Symphonieorchester.

Der musikpädagogischen Arbeit gilt eine besondere Aufmerksamkeit - seit der Spielzeit 2004/05 beschreitet das Orchester hier mit der Initiative "Moving theatre" neue Wege. Schülerinnen und Schüler sind zudem regelmäßiger Gast bei Orchesterproben, viele Orchestermitglieder unterrichten an den Musikschulen in Osnabrück Stadt und -Land und geben so ihr Fachwissen an junge Menschen weiter.

Kleinere Ensembles in unterschiedlicher Besetzung, die aus dem Osnabrücker Symphonieorchester rekrutieren, gestalten im übrigen Matinee-Reihen mit kammermusikalischen Programmen.

Unmittelbar mit der Arbeit des Osnabrücker Symphonieorchester verbunden ist der „Osnabrücker Musikpreis“ - ermöglicht durch die Deutsche Bank Private Wealth Management (bis 2004 "Wilhelm-Weichsler-Musikpreis der Stadt Osnabrück"), der mit 7.500 Euro dotiert ist und seit 1995 alljährlich verliehen wird.

Dokumentiert wird die Arbeit des Osnabrücker Symphonieorchester durch eine Reihe von CD-Aufnahmen.