Zespół rozpoczął profesjonalną działalność artystyczną w 1953 roku pod kierownictwem Zbigniewa Soi. Kolejnymi kierownikami byli: Roman Kuklewicz (1955o-71), Józef Bok (1971-74), Antoni Szaliński (1974-78), Henryk Wojnarowski (1978-2016). W styczniu 2017 roku kierownictwo objął Bartosz Michałowski.
Główną działalnością artystyczną Chóru Filharmonii Narodowej jest udział w koncertach symfonicznych i oratoryjnych z Orkiestrą Filharmonii Narodowej oraz a cappella na macierzystej estradzie. Chór występuje tu wielokrotnie w każdym sezonie, regularnie bierze udział w Międzynarodowym Festiwalu Muzyki Współczesnej "Warszawska Jesień" oraz w Międzynarodowym Festiwalu "Wratislavia Cantans".
Zespół prowadzi intensywną działalność artystyczną na arenie międzynarodowej. Występował w Austrii, Belgii, Danii, Finlandii, Grecji, Hiszpanii, Islandii, Izraelu, Niemczech, Rosji, Szwajcarii, Turcji, na Litwie, Łotwie, we Francji i Włoszech, a w maju 2015 roku wraz z Orkiestrą Filharmonii Narodowej wziął udział w trasie koncertowej po Wielkiej Brytanii. Jest również zapraszany na koncerty przez takie orkiestry jak Berliner Philharmoniker, Munich Philharmoniker, Rundfunk-Sinfonieorchester Berlin, Deutsches Symphonie-Orchester Berlin, Bamberger Symphoniker, Orkiestry Symfoniczne w Tel Awiwie i Jerozolimie, Orchestrall'Accademia Nazionale di Santa Cecilia, Orkiestra Paryskiej Scali w Mediolanie.
Pierwszy występ Chóru na scenie operowej zaowocował kolejnymi zaproszeniami: do Mediolanu - La Scala (1989 - Oberon Webera, 1990 - Fidelio Beethovena), Wenecji - La Fenice (1986 - Życie Fornicatora Strawińskiego, 1987 - Czarodziejski flet Mozarta), Paryż (1989 - Fidelio Beethovena), Palermo (1992 - Król Roger Szymanowskiego, 1993 - Król Antygona Włoszka w Algierze Rossiniego). W latach 1988, 1990 i 2001 Chór brał udział w uroczystych koncertach organizowanych dla Jana Pawła II w Watykanie.
Zespołem dyrygowali wybitni polscy i zagraniczni mistrzowie batuty i kompozytorzy - Moshe Atzmon, Gary Bertini, Andrzej Boreyko, Sergiu Comissiona, Henryk Czyż, Charles Dutoit, Vladimir Fedoseyev, sir Charles Groves, Jacek Kaspszyk, Kazimierz Kord, Jan Krenz, Helmut Koch, Witold Lutosławski, Lorin Maazel, Grzegorz Nowak, Seiji Ozawa, Krzysztof Penderecki, Zolt?n Peskó, Sir Simon Rattle, Helmuth Rilling, Wolfgang Rennert, Ljubomir Romansky, Witold Rowicki, Hanns-Martin Schneidt, Jerzy Semkow, David Shallon, Giuseppe Sinopoli, Stanisław Skrowaczewski, Leopold Stokowski, Igor Strav.
Wielki repertuar Chóru Filharmonii Narodowej obejmuje ponad 400 dzieł oratoryjnych i a cappella różnych epok - od średniowiecza do współczesności. Szczególne miejsce zajmuje muzyka polska, a zwłaszcza twórczość Krzysztofa Pendereckiego. Zespół wykonuje i nagrywa wszystkie jego dzieła oratoryjne i a cappella. W lutym 2017 roku ukazała się pierwsza płyta z serii Penderecki conducts Penderecki (Dies illa, Psalmy Dawida i Hymna do św. Daniiła i Wojciecha) otrzymały prestiżową nagrodę Grammy w kategorii Best Choral Performance. Pięć poprzednich nagrań było nominowanych do tej nagrody: Pasja według św. Łukasza (dwukrotnie, 1991 - pod dyrekcją kompozytora, 2004 - pod dyrekcją Antoniego Wita), Polskie Requiem (2005), 7 Symfonia "Siedem Bram Jerozolimy" (2007), Jutrznia (2009). Na płycie nominowane były również utwory Karola Szymanowskiego Stabat Mater, Demeter i Veni Creator (2008). Nagranie Polskiego Requiem otrzymało również nagrodę Record Academy Award 2005 (przyznawaną przez japoński magazyn "Record Geijutsu"). W kwietniu 2009 roku pierwsza płyta z mszami Stanisława Moniuszki (DUX) otrzymała Fryderyka w kategorii Album Roku - Muzyka Chóralna i Oratoryjna.
W maju 2010 roku druga płyta została nagrodzona przez francuską Academie du Disque Lyrique Złotym Orfeuszem - Arturo Toscanini w kategorii Najlepsza inicjatywa fonograficzna, za którą uznano promocję twórczości Stanisława Moniuszki. Obie płyty są jedynymi nagraniami wszystkich mszy Kompozytora na rynku światowym. W marcu 2011 roku Chór otrzymał statuetkę Fryderyka za dokonane w 1989 roku nagranie Requiem. Missa pro defunctis Romana Maciejewskiego, wznowione w nowej szacie graficznej w 2010 roku z okazji 100-lecia urodzin kompozytora. Kolejne dwa Fryderyki otrzymał za nagrania dzieł Karola Szymanowskiego: w 2018 roku - za płytę z Litanią do Marii Panny, Stabat Mater i III Symfonią "Pieśń o nocy" (wraz z Orkiestrą Filharmonii Narodowej pod batutą Jacka Kaspszyka), a w 2020 roku - za nagranie opery Hagith (wraz z Polską Orkiestrą Radiową pod dyrekcją Michała). W 2018 roku wziął udział w nagraniu monumentalnej kolekcji 100 na 100. Muzyczne dekady wolności, wydanej przez Polskie Wydawnictwo Muzyczne, prezentującej 100 utworów polskich kompozytorów z lat 1918-2019. Zespół zarejestrował dzieła Romana Padlewskiego, Juliusza Łuciuka i Romualda Twardowskiego, a do kolekcji dołączono wcześniejsze nagrania utworów Szymanowskiego (cała kolekcja została również uhonorowana Fryderykiem w 2020 roku).
W dorobku Chóru znajdują się również kolędy (nagranie DVD i CD) oraz m.in. Mesjasz, Izrael w Egipcie i Judasz Machabeusz Hunga, Requiem Mozarta, Fidelio i IX Symfonia Beethovena, Verdiego, Potępienie Fausta Berlioza, Te Deum Brucknera, Pasja Elsnera, Symfonia No Mahlera., Monicon's Upper Monikova, Max.K's Monk's Nighthall, Scene of the "Fol, "Holender tułacz a pro pace Kilara, Ein deutches Requiem Brahmsa, Requiem Dvoraka i Symfonię VIII "Polską" Wajnberga.
.