L'Orchestra Cantelli è stata fondata a Milano dal M° Alberto Veronesi nel 1992 e porta il nome del famoso direttore novarese Guido Cantelli, studente del Conservatorio di Milano, erede di Toscanini e grande maestro per i giovani.

Il M° Alberto Veronesi ha assunto la direzione artistica e musicale dell'Orchestra nel suo primo decennio di attività. Dal febbraio 2006 all'aprile 2008 l'Orchestra ha affidato l'incarico di direttore musicale al M° Romolo Gessi, il quale conserva tuttora la qualifica di principale direttore ospite.

A partire da maggio 2008, e fino all'autunno 2009, il direttore musicale dell'Orchestra è stato il M° Ezio Rojatti. A partire dall'estate 2014, la direzione musicale è affidata al M° Alessandro Calcagnile.

Fin dal suo debutto al Teatro Regio di Parma, oltre a sostenere regolarmente le proprie stagioni sinfoniche presso la Sala Verdi del Conservatorio di Milano e il Teatro Dal Verme (cui si aggiungono annuali rassegne cameristiche in Sala Puccini), ha partecipato ad importanti Festival nazionali e internazionali.

È stata invitata nel 1996 dal Maestro Claudio Abbado, quale unica orchestra italiana ad affiancare i Berliner Philarmoniker, al Festival di Pasqua di Salisburgo (sede in cui l'OC ha eseguito un nuovo lavoro di Luciano Berio commissionato per l'occasione) ed ha compiuto una tournée negli Stati Uniti per la Società dell'Opera Buffa rappresentando al BAM di New York il "Falstaff" di Antonio Salieri.

Ha tenuto numerosi concerti in sedi prestigiose come il Teatro dell'Opera e l'Accademia Nazionale di Santa Cecilia di Roma, il Teatro Bibiena di Mantova, la Basilica di San Marco a Venezia, il Teatro Filarmonico di Verona, la "Sala del Dolder" a Zurigo, il Teatro Carignano di Torino, la Galleria dell'Accademia a Firenze, il "Maggio Musicale Fiorentino", il Festival di Musica Contemporanea "RomaEuropa" e il Festival "Musica in Europa" del Teatro Alla Scala di Milano.
L'Orchestra Cantelli ha effettuato Tournée in Europa suonando nelle Sale più importanti in Belgio, Germania, Austria, Francia e Turchia.

L'OC ha collaborato con solisti quali: Salvatore Accardo, Katia Ricciarelli, Dmitri Ashkenazy, Piere Amoyal, Aldo Ciccolini, Michele Campanella, Massimo Quarta, Luisa Castellani, Bruno Giuranna, François Joël Thiollier, Antony Pay, Bruno Canino, Jeffrey Swann, Domenico Nordio, Carlo Chiarappa, Radovan Vlatkovic, Bruno Leonardo Gelber, Stefan Milenkovic, Gabor Ötvös, Piero Toso, Anatol Ugorsky, Manuel Barrueco, Emanuele Segre, Francesco Manara, Dejan Bogdanovic, Paolo Restani, Michele Di Toro, Fabrizio Meloni, Gabriele Screpis, Francesco Di Rosa, Luisa Prandina, Francesco Tamiati, Michael Guttman e molti altri.

Molti sono i compositori che, nell'ambito di NovecentoMusica, hanno dedicato le loro composizioni all'Orchestra: tra loro ricordiamo Giacomo Manzoni, Ennio Morricone, Ivan Fedele, Mauro Cardi, Aldo Clementi, Adriano Guarnieri e Gabriele Manca.

L'orchestra ha anche inciso svariati CD spaziando in un repertorio che dalla Sinfonia "Italiana" ed al Concerto per violino di Mendelssohn (solista Salvatore Accardo) giunge a Verkrlärte Nacht di Schönberg e Apollon Musagete di Stravinskij, passando attraverso le Serenate di Čajkovskij e Dvořák. Molto apprezzata, inoltre, è stata la registrazione del Falstaff di Antonio Salieri effettuata per la Chandos che, nel 1999, ha vinto il secondo premio al Festival discografico di Cannes nella categoria "opera preromantica".

Il repertorio dell'Orchestra Cantelli spazia dai compositori classici ai contemporanei con un organico che varia dai 15 ai 60 elementi.

I musicisti che la costituiscono sono tutti solisti provenienti da diverse nazioni: Italia, Russia, Moldavia, Giappone, Brasile… e le loro esibizioni, avvenute anche più volte con l'OC hanno sempre riscosso grande successo di pubblico e di critica.

Dal febbraio 2006 si è costituita nella forma di associazione di musicisti.

Nel luglio 2008 ha registrato un CD, in collaborazione con le prime parti del Teatro "Alla Scala", con musiche inedite di F. S. Mercadante. Tale CD è stato distribuito in abbinamento al numero di dicembre 2008 della rivista "Amadeus".

Nel settembre 2008 è stata invitata a partecipare alla seconda edizione del festival MiTo Settembre Musica, tenendo un concerto su musiche di George Gershwin; ha partecipato anche alla terza edizione nel settembre 2009.

Nel dicembre 2009 ha partecipato allo spettacolo "Ice Christmas Gala", presso il Mediolanum Forum di Assago, accompagnando l'esibizione dei più grandi pattinatori su ghiaccio. Lo spettacolo è stato trasmesso il giorno di Natale 2009 sulla rete Mediaset Italia1.

Nel settembre 2010 ha partecipato alla quarta edizione del festival MiTo Settembremusica, tenendo tre concerti intitolati "La stagione delle turcherie" (a Milano, Venaria Reale e Como) su musiche di J. Lully, F. J. Haydn, W. A. Mozart, G. Rossini, L. van Beethoven e Giuseppe Donizetti.

Ha partecipato allo spettacolo "Capodanno on Ice", tenuto la sera di capodanno 2012 presso il Palavela di Torino, accompagnando musicalmente le esibizioni dei più grandi campioni mondiali di pattinaggio artistico su ghiaccio; lo spettacolo è stato trasmesso in differita televisiva nella stessa serata sulla rete Mediaset Italia1.

Nel settembre 2012 ha partecipato alla sesta edizione del festival MiTo Settembremusica, tenendo un concerto su musiche di W. A. Mozart.

Nell'ottobre 2012 l'Orchestra Cantelli è stata insignita del premio nazionale biennale città di Novara "Umberto Barozzi" Sport e Arte - nona edizione, per la sezione nazionale cultura.

Nel settembre 2013 ha partecipato alla settima edizione del festival MiTo Settembremusica, tenendo due concerti (a Milano ed a Torino) su musiche di P. Hindemith.

Nel novembre 2014 ha partecipato al prestigioso Festival Guido Cantelli, tenendo un concerto su musiche di Jean Sibelius, Richard Strauss e Felix Mendelssohn-Bartoldy presso il teatro Coccia di Novara.