1982년 50명 규모의 탐라합주단이 모체가 되어 1986년 제주시의 후원으로 제주시립교향악단이 출범했다. 초대 상임 지휘자는 탐라합주단 시절부터 악단을 이끌어온 이선문이 부임했다. 1998년 2대 상임지휘자 이동호가 부임하여 악단 편성 확대, 연주 레퍼토리의 확장을 시도하였고, 2004년 교향악축제에서 스메타나의 「나의 조국」 전곡을 우리나라 최초로 연주해 화제가 되었다. 그 해부터 교향곡 전곡 연주회 시리즈를 시작하여 브루크너, 시벨리우스의 교향곡을 완료하였고 말러의 교향곡 전곡 연주를 진행 중이다. 2006년에 제주도가 특별자치도로 승격되어 2008년 제주 시립 예술단에서 도립 예술단으로 이관되었고 명칭도 제주시립교향악단에서 제주특별자치도립 제주교향악단으로 바뀌었다. 도립제주교향악단이라 하기도 한다. 2013년 6월에는 15년 동안 악단을 이끌어 온 이동호가 사임을 발표하였고 2013년 7월 정인혁이 3대 상임지휘자로 임명되었다. 초기에는 제주시민회관을 상주 공연장으로 사용하였고 1988년 제주문예회관 대극장이 개관하자 상주 악단으로 활동하다가 2010년 개관한 제주아트센터로 이전하였다.
도내 음악인들이 기성연주단체를 창단하고 시립화하여 제주의 첫 시립교향악단을 탄생시킨 바람직한 예를 보여준 도립제주교향악단은 지금까지 약 600여 회의 연주를 통해 전문성과 대중성을 가미한 연주를 통해 제주의 공연문화를 이끌고 대한민국 국제음악제에 이바지한 공로를 인정받아 2009년 한국음악협회가 수여하는 한국음악상 본상을 수여하였다.