LNF įsikūrusi istorinėje Vilniaus senamiesčio vietoje, menančioje svarbiausius miesto politinio ir kultūrinio gyvenimo raidos etapus. XVI a. pradžioje netoli tuometinės gynybinės miesto sienos buvo pastatyti Rusėnų pirklių namai, jie išlaikė prekybinę ir svečių namų funkcijas iki pat XIX a. pabaigos. Tuomet Vilniuje, priklausiusiame Rusijos imperijai, buvo nuspręsta Rusėnų pirklių namų vietoje pastatyti naują reprezentacinę Miesto salę ir viešbutį. Projekto autoriumi tapo rusų inžinierius Konstantinas Korojedovas – jo suprojektuotas ir 1902 m. pastatytas Miesto salės pastatas iki šiol lieka vienu svarbiausių Vilniaus istorizmo architektūros paminklų. Čia 1904 m. buvo atidarytas pirmasis Vilniuje lietuviškas knygynas, 1905 m. susirinko Didysis Vilniaus Seimas, kuris pirmąkart pareikalavo Lietuvos politinės autonomijos, o 1906 m. įvyko pirmosios lietuvių tautinės operos – Miko Petrausko „Birutės“ – premjera. 1909 m. Miesto salėje debiutavo vienas iškiliausių XX a. smuikininkų – Vilniuje gimęs Jascha Heifetzas. 1940 m. Vilniaus Miesto salėje įsikūrė Lietuvos TSR Valstybinė filharmonija, kurios žinion atiteko Balio Dvariono įkurtas Vilniaus simfoninis orkestras (dabar Lietuvos nacionalinis simfoninis orkestras), mišrus choras bei liaudies dainų ir šokių ansamblis. Koncertinė Filharmonijos veikla nenutrūko ir II pasaulinio karo metais. Po karo iki pat Lietuvos nepriklausomybės paskelbimo 1990 m. Filharmonija ir visi jos kolektyvai buvo pavaldūs sovietiniam „Sojuzkoncerto“ tinklui, turėjusiam monopolį visoje Sovietų sąjungoje ir apėmusiam tiek klasikinės, tiek pramoginės ar tradicinės muzikos gyvenimą. Kaip sąjunginio filharmonijų tinklo vietininkė Vilniaus filharmonija buvo monopolizavusi koncertinį gyvenimą respublikos mastu, veikė jos filialai keliuose didžiuosiuose Lietuvos miestuose, – Kaune (1944–2006), Klaipėdoje (1963–2004) ir Šiauliuose (1982–2003), – anuomet jie sleidė sovietų ideologijos aprobuotą muzikinę kultūrą šalies regionuose. Po 1990-ųjų reorganizavus LNF veiklą ir struktūrą, ji išliko didžiausia šalies koncertine įstaiga.
