NorrlandsOperans orkester är verksam både som operakapell och symfoniorkester. Kärnämnet till Symfoniorkestern vid NorrlandsOperan fanns i en militär blåsorkester som grundades 1841. När NorrlandsOperan startade 1974 under sin förste chef Arnold Östman, kompletterades orkestern med en stråksektion.
Under de senaste trettio åren har orkestern upplevt en avsevärd utveckling. Som symfoniorkester fick man sin nuvarande form och formella status från och med säsongen 1991–1992. Orkestern består idag av 47 heltidsengagerade musiker. Musikerna framträder ofta i kammarmusiksammanhang.
De senaste åren har orkestern framträtt vid flera av stadens musikfestivaler. Även på den internationella skivmarknaden har man gjort sig känd. Skivan
Shifting landscapes har fått en prestigefull fransk utmärkelse och för inspelningen av Rosenbergs opera
Lycksalighetens ö har man tillsammans med den övriga ensemblen belönats med en Grammis. Orkesterns musiker äger ett kunnande och intresse för många olika musikgenrer, här återfinns bland andra blues-, jazz- och rockmusiker och minst en riksspelman. Förutom Arnold Östman, så har namn som Roy Goodman och Kristjan Järvi varit orkesterns chefdirigenter.
Säsongen 2005/06 tillträdde den brittiska dirigenten Andrea Quinn posten som chefdirigent. Kommande musikchef och chefdirigent för NorrlandsOperan är Rumon Gamba (tillträder juli 2009).
Tillbaka