В первые годы существования оркестра – первоначально под названием "Оркестр Кайма" – дирижеры, такие как Ганс Виндерштейн, Герман Цумпе и ученик Брукнера Фердинанд Лёве, гарантировали как высокий технический уровень исполнения, так и энтузиастическую поддержку современного искусства. С самого начала их художественная концепция включала в себя стремление структурировать программы и цены таким образом, чтобы сделать концерты доступными для всех слоев общества. Феликс Вайнгартнер, который руководил оркестром с 1898 по 1905 год, повысил его международную репутацию благодаря нескольким гастролям в другие страны.

Густав Малер дирижировал оркестром в 1901 и 1910 годах на мировых премьерах его Четвертой и Восьмой симфоний соответственно. В ноябре 1911 года оркестр, тогда называвшийся "Оркестр концертного общества", исполнил мировую премьеру "Песни о земле" Малера под руководством Бруно Вальтера – всего через шесть месяцев после смерти композитора в Вене.

С 1908 по 1914 год Фердинанд Лёве снова возглавил оркестр. После триумфального гастрольного выступления в Вене 1 марта 1898 года с Пятой симфонией Антона Брукнера он дирижировал первыми крупными концертами Брукнера и тем самым заложил традицию Брукнера в оркестре, которая продолжается и по сей день. Во время руководства Зигмунда фон Хаузеггера, который возглавлял оркестр в качестве генерального музыкального директора с 1920 по 1938 год, состоялись мировые премьеры двух симфоний Брукнера в их оригинальных версиях, а также окончательное и окончательное изменение названия оркестра на "Мюнхенский филармонический оркестр".

С 1938 по лето 1944 года австрийский дирижер Освальд Кабаста возглавлял оркестр, развивая традицию Брукнера в Мюнхенском филармоническом оркестре и демонстрируя уже установленные высокие стандарты оркестра на ряде гастролей как в стране, так и за рубежом.

Первый концерт после Второй мировой войны был открыт Эйгеном Йохумом с увертюрой к "Сну в летнюю ночь" Шекспира Феликса Мендельсона Бартольди, чья музыка была изгнана во время нацистской эпохи. С Гансом Росбаудом филармония приобрела выдающегося лидера осенью 1945 года, человека, который страстно поддерживал современную музыку. Преемником Росбауда – с 1949 по 1966 год – был Фриц Ригер. В эпоху Рудольфа Кемпе, который возглавлял оркестр с 1967 года до своей преждевременной смерти в 1976 году, филармония предприняла свои первые гастроли в Японию и бывший Советский Союз.

В феврале 1979 года Серджиу Челибидаке провел свою первую серию концертов с Мюнхенским филармоническим оркестром, а в июне того же года он был назначен генеральным музыкальным директором. Концертные туры привели его и оркестр во многие европейские страны, а также в Южную Америку и Азию. Легендарные концерты Брукнера внесли значительный вклад в международный престиж оркестра, и в эпоху Челибидаке оркестр неоднократно приглашался сопровождать федеральное правительство или федерального президента в качестве музыкальных послов.

После военного разрушения своего старого дома, так называемого "Тонхалле" на Тюркенштрассе, оркестры провели более сорока лет в мюнхенском Херкулессаале. В 1985 году филармония снова приобрела собственный концертный зал с Филармонией в Гастайге, муниципальном культурном центре Мюнхена.

С сентября 1999 года по июль 2004 года Джеймс Ливайн был главным дирижером Мюнхенского филармонического оркестра. С ним Мюнхенский филармонический оркестр предпринял расширенные концертные туры: после грандиозного европейского тура зимой 2000 года он выступил с Джеймсом Ливайном в феврале 2002 года в Карнеги-холле в Нью-Йорке. Летом 2002 года они дебютировали на BBC Proms в Лондоне. Весной 2003 года Мюнхенский филармонический оркестр был удостоен премии за "Лучшее концертное программирование сезона 2002/2003" Обществом немецких музыкальных издателей.

С сезона 2001/2002 под названием "Spielfeld Klassik" Мюнхенский филармонический оркестр разработал обширную программу для детей и подростков. С камерными концертами специально для них, школьными и молодежными концертами, мастер-классами, посещением репетиций, школьными визитами музыкантов филармонии, демонстрациями инструментов, а также абонементами для школьников и студентов, молодые люди имеют множество возможностей для знакомства с миром классической музыки и работой большого симфонического оркестра. В сезоне 2004/2005 более 25 000 детей и подростков приняли участие примерно в 160 мероприятиях.

В январе 2004 года Мюнхенский филармонический оркестр назвал Зубина Мету первым "почетным дирижером" в истории оркестра.

В мае 2003 года Кристиан Тилеман подписал контракт в качестве следующего генерального музыкального директора. Его руководство началось в сентябре 2004 года. 29 октября 2004 года он провел свой инаугурационный концерт с Пятой симфонией Антона Брукнера. В связи с церемонией награждения премией "Евро-Классик" за 2004 год Мюнхенский филармонический оркестр выступил в Филармонии в Гастайге 24 октября 2004 года. На этом мероприятии Кристиан Тилеман был единственным лауреатом, получившим награду в специальной категории "Артист года".

20 октября 2005 года Мюнхенский филармонический оркестр дал концерт в честь Папы Бенедикта XVI под руководством Кристиана Тилемана. В Ауле Павла VI они исполнили произведения Палестрины, Верди и Вагнера для аудитории из 8 000 человек. Гостевые концерты в Берлине, Вене, Амстердаме, Брюсселе, Париже, Риме, Турине, Барселоне, Мадриде и многих других местах были встречены с равным энтузиазмом прессой и публикой.

Азиатский тур, проведенный Кристианом Тилеманом в ноябре 2007 года, привел оркестр к концертам в Японии, Корее и Китае, где их приветствовали как пресса, так и публика.

В январе 2009 года серия выступлений "Кавалера роз" Рихарда Штрауса под руководством Кристиана Тилемана открыла несколько лет сотрудничества с Фестивальным театром в Баден-Бадене. За этим последовала, год спустя, "Электра" Рихарда Штрауса. Четыре симфонии Иоганнеса Брамса запланированы на январь 2011 года.

Во время японского тура в конце марта 2010 года под руководством Кристиана Тилемана публика встретила Мюнхенский филармонический оркестр с большим энтузиазмом. Основные моменты тура включали концерты в Осаке, Нагое, Фукуоке и Токио.

Кроме того, 18 000 абонентов в Филармонии на Гастайге впечатляюще документируют рейтинг оркестра под руководством его генерального музыкального директора в культурной жизни Мюнхена. 
С сезона 2012/2013 Лорин Маазель занял пост музыкального директора Мюнхенского филармонического оркестра. Во время его пребывания в должности основное внимание уделялось расширению репертуара и повышению гибкости звучания.

С 2015/16 года Валерий Гергиев является музыкальным директором Мюнхенского филармонического оркестра. С Гергиевым был реализован проект, который был беспрецедентным в Мюнхене: исполнение всех 15 симфоний Дмитрия Шостаковича вместе с оркестром Мариинского театра в сезоне 2011/12. Этот тип циклического сотрудничества был продолжен с произведениями Игоря Стравинского в сезоне 2013/14.