1636 als Hofkapelle gegründet, zählten Heinrich Schütz, Agostino Steffani und Georg Friedrich Händel zu den ersten Kapellmeistern. Mit dem Bau des heutigen Opernhauses 1852 wurde das Orchester vergrößert. Joseph Joachim war der herausragende Konzertmeister dieser Zeit. Bedeutende Kapellmeister des 19. Jahrhunderts waren Heinrich Marschner und Hans von Bülow, zu den Generalmusikdirektoren in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts zählten Rudolf Krasselt und Franz Konwitschny, beide politisch nicht unumstritten. Nach dem Zweiten Weltkrieg war George Alexander Albrecht mit fast 30-jähriger Dienstzeit ein prägender Chefdirigent.
Seit 1970 gehört das Orchester zur Niedersächsischen Staatstheater Hannover GmbH und ist Teil der Staatsoper Hannover, aktuell unter der Intendantin Laura Berman. Es zählt zurzeit 112 Mitglieder. Als Generalmusikdirektor amtiert seit Sommer 2020 Stephan Zilias.
Ion Tanase, 1. altern. Konzertmeister
Stefan Zientek, 1. altern. Konzertmeister
Michael Wild, stv. Konzertmeister
Nikola Pancic, stv. Konzertmeister
Julia Khodyko, Vorspielerin
Asmus Krause
Sigrun Thielmann
Andreas Bilo
Annette Mainzer-Janczuk
Sibylle Wolf
Wienczyslaw Kasprzak
Friederike Schultze-Florey
Anna-Maria Brödel
Birte Päplow
Angela Jaffé
Yoojung Kwak
Caroline Klingler
Annika Oepen
Marco Polizzi
Maria Gerendt
Stephanie Kemna
Magdalena Lüttin, Stimmführerin
Ionut-Claudiu Pandelescu, Stimmführer
Doris Anna Mayr, stv. Stimmführerin
Sandra von Gagern, Vorspielerin
Berit Rufenach
Igor Bolotovski
Thomas Huppertz
Maike Roßner
Johanna Kullmann
Aleksandra Szurgot-Wienhues
Yaroslav Bronzey
Yuka Murayama
Elsa Klockenbring
Friederike Schindler
Stefanie Dumrese, Solo
Peter Meier, Solo
Jungmin Lim, stv. Solo
Olof von Gagern, Vorspieler
Gudula Stein
Johanna Held
Anne Krömmelbein
Frank Dumdey
Anne-Caroline Thies
Nir Rom Nagy
Paula Mengel
Minkyung Choi
Andreas Koch, Solo
Bors Balogh, Solo
Heinrich Lademann, stv. Solo
Mio Tamayama, Vorspielerin
Dariusz Janczuk
Robert Amberg
Victoria Kirst
Ruth-Alice Marino, Solo
N.N.
Silvia Rozas Ramallal, Solo
Vukan Milin, Solo
Bernadette Schachschal, stv. Solo
Birgit Schwab
Jérémie Abergel
N.N., Solo
Eleanor Doddford, Solo
Nikolaus Kolb, stv. Solo
Anke-Christiane Beyer
Marina Muñoz Prada
Katharina Arend, Solo
Uwe Möckel, Solo
Maja Pawelke, stv. Solo
Michael Pattberg
N.N.
Peter Amann, Solo
Lisanne Traub, Solo
Wiebke Husemann, stv. Solo
Nicole King
Florian Raß
Renate Hupka, Solo
Felix Hüttel, Solo
Erasmus Kowal, stv. Solo
Adam Lewis
Stephan Schottstädt
Victoria Hauer
Frank Radke
N.N.
Volker Pohlmann, Solo
Lukas Kay, Solo
Stefan Fleißner, stv. Solo
Aleksei Shust
Markus Günther
Michael Kokott, Solo
Lukas Klingler, Solo
Tobias Schiessler, stv. Solo
Max Eisenhut
Bryce Pawlowski
Arno Schlenk, Solo
Sebastian Schnitzler, Solo
Sebastian Hahn, stv. Solo
Oliver Schmidt
Philipp Kohnke
Stefanie Dumrese (Vorsitzende)
Anke-Christiane Beyer (stellv. Vorsitzende)
Frank Radke
Arno Schlenk
Heinrich Lademann