Założona w 1996, jest najstarszym polskim zespołem specjalizującym się w wykonawstwie muzyki współczesnej. Pracowała najpierw pod batutą Aleksandra Lasonia (założyciela zespołu), a od 2006 pod kierownictwem artystycznym dyrygenta Szymona Bywalca; stopniowo przekształciła się ze studenckiej grupy entuzjastów muzyki współczesnej w profesjonalny zespół potrafiący zrealizować najtrudniejsze partytury. 

OMN nieustannie poszerza swoje umiejętności: przygotowuje wykonania pod kierunkiem wybitnych kompozytorów polskich i zagranicznych (dotychczas byli to m.in.: Helmut Lachenmann, Louis Andriessen, Kaija Saariaho, Per Nørgård, Bent Sørensen) i zaprasza do współpracy znakomitych solistów (Jakob Kullberg, Ashot Sarkissjan, Marco Blaauw, Michelle Marelli, Rafał Zambrzycki, Agata Zubel) oraz dyrygentów specjalizujących się w wykonawstwie nowej muzyki (Daniel Kawka, François-Xavier Roth, Jean Deroyer, Christopher Austin, Steven Loy, Ivan Buffa, Wojciech Michniewski). OMN współpracowała z muzykami Court-circuit, Ensemble Orchestral Contemporain, Melos Ethos Ensemble, Quasars Ensemble, Musikfabrik, a także z inżynierami dźwięku z IRCAM, Experimentalstudio des SWR i Tempo Reale. 

Ma w swoim dorobku blisko dwieście światowych prawykonań oraz szereg pierwszych w Polsce prezentacji najwybitniejszych dzieł współczesnych, m.in.: Répons i Dérive 2 Pierre’a Bouleza, Mouvement Helmuta Lachenmanna, Index of Metals Fausta Romitellego, Still Beata Furrera, Skin Rebekki Saunders, Momentum Pera Nørgårda, Notes on Light Kaiji Saariaho, Erinnere dich an Golgatha Klausa Hubera, La Girò Louisa Andriessena, Winter Fragments i Le Lac Tristana Muraila, La Chute d’Icare Briana Ferneyhough, Black Box Music Simona Steena-Andersena. Orkiestra regularnie gości na najważniejszych festiwalach, takich jak: Warszawska Jesień, Musica Polonica Nova, Międzynarodowe Dni Muzyki Kompozytorów Krakowskich, Festiwal Prawykonań, Nostalgia, Warszawskie Spotkania Muzyczne, Katowice – Kultura Natura, Beijing Modern, Melos-Ethos, Klang Festival, Bridges Festival, New Music Marathon, Aksamitna Kurtyna, Anima Mundi, Hindsgavl Festival – oraz w wielu ważnych ośrodkach muzycznych (Oslo, Paryż, Mons, Fryburg, Tallin). 

Dorobek nagraniowy zespołu obejmuje kilkadziesiąt nagrań koncertowych i studyjnych, z których duża część ukazała się na płytach wydawnictw: Anaklasis, Aurora, CD Accord, Decca, Dux, PWM oraz pod szyldem ZKP-POLMIC. Wiele z tych nagrań zostało wysoko ocenionych przez krytyków we Włoszech, Francji, Danii, Wielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych, otrzymały one także nagrody międzynarodowego środowiska muzycznego: P2 Prisen – Nagrodę Duńskiego Radia za 2012, „Pizzicato” Supersonic Award (Luksemburg), nominacje do ICMA i Fryderyków. Nagrania OMN dla Polskiego Radia otrzymały wyróżnienia na Międzynarodowych Trybunach Kompozytorów w Paryżu i Amsterdamie. W 2018 pięć nagrań zrealizowanych dla Polskiego Wydawnictwa Muzycznego ukazało się w największym polskim przedsięwzięciu fonograficznym realizowanym przez PWM pod tytułem „100 na 100. Muzyczne dekady wolności”, które w 2019 otrzymało Nagrodę Fryderyk. 

Orkiestra od wielu lat uczestniczy w polskich i międzynarodowych projektach artystycznych i edukacyjnych, współpracuje z czołowymi europejskimi zespołami muzyki nowej i instytucjami promującymi muzykę współczesną (projekty „Re:New Music” i „New:Aud”). Jest również inspiratorką i organizatorką przedsięwzięć interdyscyplinarnych, realizowanych poza salami koncertowymi z wykorzystaniem multimediów i nowoczesnych technologii. Od 2014 w siedzibie NOSPR w Katowicach OMN realizuje własny cykl koncertowy.