1947년 Nordwestdeutschen Rundfunk (NWDR - Northwest German Radio)라는 이름으로 창단.
1990년대 WDR 심포니 오케스트라 쾰른 (WDR Sinfonieorchester Koln)으로 명칭 변경.
NWDR로 창단한 뒤, 도흐나니 (Christoph von Dohnanyi, 1964-1969), 츠데네크 마찰 (Zdenek Macal), 히로시 와카스기 (Hiroshi Wakasugi), 세미온 비치코프 (Semyon Bychkov) 같은 지휘자가 오케스트라를 이끌었으며, 칼 뵘 (Karl Bohm), 프리츠 부쉬 (Fritz Busch), 에리히 클라이버 (Erich Kleiber), 오토 클렘페레 (Otto Klemperer), 디미트리 미트로풀로스 (Dimitri Mitropoulos), 클라우디오 아바도 (Claudio Abbado)와 같은 지휘자들이 이 오케스트라를 거쳐갔다. 2010년부터는 유카-페카 사라스테 (Jukka-Pekka Saraste)가 상임지휘를 맡고 있다.

루치아노 베리오 (Luciano Berio), 한스 베르너 헨체 (Hans Werner Henze), 마우리치오 카겔 (Mauricio Kagel), 크시슈토프 펜데레츠키(Krzysztof Penderecki), 칼하인츠 슈톡하우젠 (Karlheinz Stockhausen)과 같은 20세기 작곡가들의 작품을 초연하면서 현대음악에 뛰어난 오케스트라로 명성을 얻었다.