Gemeinsam mit dem Staatstheater hat das Staatsorchester Darmstadt eine große 300-jährige Tradition. Die erste Oper war 1711 Christoph Graupners Telemach. 1819 wurde ein neues Theater mit 2000 Plätzen eröffnet. Heute ist das Staatsorchester ein A-Orchester mit 80 Musikerinnen und Musikern. Das Staatsorchester hatte schon immer einen hervorragenden Ruf, wie die Namen der Dirigenten zeigen. Der legendäre Dirigent Erich Kleiber wirkte von 1912 bis 1918 in Darmstadt, von 1927 bis 1931 war Karl Böhm Generalmusikdirektor. Hans Drewanz, heute Ehrendirigent des Staatsorchesters, prägte das Musikleben in Darmstadt mit dem Staatsorchester von 1963 bis 1994. Einer seiner Nachfolger, Marc Albrecht, ist heute Chefdirigent der Oper in Amsterdam, ein anderer, Stefan Blunier, leitete bis 2016 das Beethoven-Orchster in Bonn. Will Humburg, einer der profiliertesten deutschen Operndirigenten international und vor allem in Italien sehr gefragt, ist seit 2014 neuer Generalmusikmusikdirektor.
Das Staatsorchester Darmstadt wirkt jährlich in über 150 Opernaufführungen mit. In den Sinfoniekonzerten des Staatsorchesters musizieren Solisten von Weltrang mit dem Staatsorchester. Zum Angebot des Staatsorchesters gehören Konzerte für Familien und Kinder. Alle Musiker des Staatsorchester stellen sich seit Jahren auch als Kammermusiker in der seit 25 Jahren bestehenden Reihe „Soli fan tutti“ vor. Die andere Kammerkonzert-Serie mit Gästen des Staatsrochesters gehört zu den bedeutendsten Konzertreihen in Deutschland.
Heimat des Staatsorchesters ist das 1968 neu eröffnete und 2006 sanierte Staatstheater. Das Haus wurde nach der Sanierung durch das Architekturbüro „Lederer Ragnarsdottír Oei“ schon mehrfach mit Architekturpreisen ausgezeichnet und 2006 für den „Mies-van-der-Rohe-Preis“ vorgeschlagen.