科隆爱乐乐团的起源可以追溯到公元15世纪时成立的教会演奏组织。从那时起，直至18世纪末，这些演奏组织一直立足科隆，演奏教堂音乐、音乐会和戏剧音乐。1827年，有一批热爱艺术的富庶市民赞助，乐团在“科隆音乐会社团”的支持下成立。自1857年起，该社团在科隆音乐厅举办“社交音乐会”、“联票音乐会”并在科隆市及其他城市举办“下莱茵地区音乐节”，这一系列音乐活动得到著名音乐家
门德尔松持棒。历史上担任乐团指挥的还有：康拉德丁·克莱采尔、海因里希·多恩、菲迪南德·希勒、弗朗茨·维尔纳和弗利兹·斯坦巴赫等。近代和现代诸多著名指挥家和作曲家如
柏辽兹、
瓦格纳、
威尔第、
勃拉姆斯、
斯特拉文斯基等皆曾定期随这支极具传统的乐团登台献艺。
科隆爱乐乐团有幸首演了很多传世佳作，例如勃拉姆斯的《二重奏协奏曲》(作品102号)、
理查德·施特劳斯的《蒂尔的恶作剧》和《堂吉诃德》、
马勒的《第五交响曲》、
马克斯·雷格的《希勒变奏曲》、贝尔恩德·阿罗伊斯·齐默尔曼的《乐队协奏曲》等。
1986年，新科隆爱乐音乐厅落成，自此它成为科隆爱乐乐团的驻地。1991年，詹姆斯·康伦被任命为乐团新任艺术总监后，乐团参加了一系列商业化的世界音乐会巡演。在过去的几年中，詹姆斯·康伦指挥的乐团演出的多数作品都被录制成唱片。其中EMI唱片公司出品的《Zemlinsky Cycle》获得众多国际唱片奖项，此外获奖的还有由斯皮瓦科夫担纲演奏的《20世纪小提琴协奏曲》系列以及《维克多·乌尔曼狂想曲》。