Важную роль в развитии симфонического искусства в республике и в становлении профессионализма коллектива сыграли выдающиеся музыканты Натан Рахлин (1905-1979), Исай Шерман (1908-1972), Фуат Мансуров (1928-2010), Анатолий Тихонов (1938-2012). В разные годы с оркестром в качестве дирижеров выступали: Вячеслав Валеев (Москва), Владимир Васильев, Вячеслав Губанов (Челябинск), Борха Кинтас (Испания), Лео Кремер (Германия), Павел Ландо (Москва), Михаил Плетнёв, Александр Сладковский, Рашид Скуратов, Ринат Халитов, Алим Шахмаметьев, Гюнтер Штегмюллер (Германия) и другие. В настоящее время оркестром руководит дирижёр Евгений Афанасьев.

Среди солистов, принимавших участие в программах симфонического оркестра: пианисты Александр Бондурянский, Рустем Кудояров (Москва), Евгений Михайлов, Рэм Урасин, Татьяна Халтурина, органист Рубин Абдуллин, певцы Лилия Губайдуллина (Прибалтика), Галина Ластовка, Михаил Казаков, Зиля Сунгатуллина, Алексей Тихомиров, Альбина Шагимуратова, скрипачи Никита Борисоглебский, Михаил Гантварг и другие.
Работая с целым рядом мастеров оперно-симфонического дирижерского искусства, коллектив воспринимал традиции разных школ, и на сегодняшний день оркестр в равной степени профессионально исполняет произведения европейских, русских и татарских композиторов. В репертуаре коллектива – масштабные симфонические полотна, оперные и ораториальные жанры, произведения с солистами.
Отдельное направление в деятельности оркестра – совместные проекты с другими творческими коллективами Казанской консерватории. Это исполнение западноевропейской классики, произведений ХХ века, а также сочинений композиторов Татарстана.
В частности, с Хором студентов Казанской консерватории были исполнены такие сложнейшие партитуры, как Большая месса Моцарта, Месса соль минор Сен-Санса, сцены из опер Глинки «Руслан и Людмила» и «Иван Сусанин» (1999, 2004), кантата «Весна» Рахманинова (2000), Реквием Моцарта (2006), сцены из оперы «Борис Годунов» Мусоргского (2008), «Сотворение мира» (2009) Гайдна, Реквием и Te Deum Брукнера (2017) и другие.
Среди постановок Оперной студии с участием оркестра: опера Елены Анисимовой «Вий» (2006, 2009), «Фауст» Шарля Гуно (2006), «Свадьба Фигаро» Вольфганга Моцарта (2008), музыкальная комедия Джаудата Файзи "Башмачки" (2009, 2010, 2011, 2013), «Любовь к трем апельсинам» Сергея Прокофьева (2010), рок-опера Эльмира Низамова «Алтын Казан» (2011), «Евгений Онегин» Петра Чайковского (2011), «Севильский цирюльник» Джоаккино Россини (2019), «Зори здесь тихие» Кирилла Молчанова, сцены из опер Назиба Жиганова, оперетта Имре Кальмана «Сильва» (2013), «Цыганский барон» Иоганна Штрауса (2017).

Симфонический оркестр активно задействован в культурных мероприятиях России, выступая в концертных залах Казани, Йошкар-Олы, Ижевска, Саранска, Чебоксар, Тольятти. Оркестр принимает участие в крупных проектах, среди проектов последнего десятилетия: Молодежный фестиваль хоровой, камерной и симфонической музыки к 150-летию Санкт-Петербургской консерватории (2012) и фестиваль «К истокам мастерства», в рамках которого в Казани и Санкт-Петербурге прошли постановки спектаклей Оперной студии (2013), выступления на фестивале "Тремоло" ("Классика над Волгой").
С 2013 года симфонический оркестр вместе с хором студентов Казанской консерватории ежегодно выступали с гастролями в городах Германии и Италии. В Риме музыканты выступали с концертами в рамках известного Международного фестиваля духовной музыки и искусства в Риме (Festival Internazionale di Musica e Arte Sacrа). Наряду с Казанской консерваторией в фестивале принимали участие солисты Венской филармонии, оркестр «Римская симфониетта» и многие другие творческие коллективы со всего мира. В 2019 году оркестр и хор консерватории впервые выступили в знаменитом Соборе святого Петра в Ватикане.