2008년 창단 첫 해 한국일보 고객감동 그랑프리 대상(문화예술부문)을 수상하며 신선한 충격을 선사한 W필하모닉오케스트라는 음악감독 겸 상임지휘자 김남윤에 의해 창단되었다. W필하모닉오케스트라는 창단연주로 베토벤 교향곡 전곡을 2주에 걸쳐 선보여 국내 최초 · 최단기간의 수준 높은 연주로 주목받았을뿐 아니라 국악·재즈·뮤지컬 등 다양한 장르를 선보이고 있다.  

2009년 명동 포스트타워 아트홀에서 매주 화요일 무료 정기연주회를 통해 다양한 관객에게 클래식을 쉽게 접할 수 있도록 하였으며, 2010년부터 매년 서울 예술의전당, 성남아트센터, 노원문화예술회관 등에서 베토벤·차이코프스키·브람스 등의 <교향곡시리즈>와 <협주곡시리즈>를 진행하였고, 2010-2011년 성북구립오케스트라로 활동하였다.

2014년에는 도심에서의 힐링을 콘셉트로 한 소셜콘서트 <3B Symphony Series>를 성공적으로 진행하였다. 2015-2016년 하남문화예술회관과 상주단체로 협약하여 활동하였으며, 2016년 대한민국오페라대상 예술상 오케스트라부문을 수상하였다. 2018년 창단 10주년을 맞이하여 베토벤 교향곡 전곡, 말러 교향곡 1번 등 <교향곡 시리즈>와 <오페라 콘서트>, <베르디 레퀴엠> 등의 참신한 기획의 연주를 성황리에 진행하였다. 

2019-20년 의정부시 우수예술단체로 선정되어 의정부 시민들을 위해 다양한 장소에서 수준 높은 프로그램을 선보였으며, 2021년 새로운 멤버십 서비스인 ‘CLUB W’를 만들어 더 많은 사람들이 공연을 즐겁게 참여할 수 있는 문화를 만들어 가고 있다.

‘음악이 멈추지 않는 세상’을 만들기 위해 2022년 6월 롯데콘서트홀에서 <말러 교향곡 1번 ‘거인’>을 시작으로 2022년-24년 3년에 걸친 <말러 교향곡 전곡 시리즈>를 진행하고 있으며, 2023년 2월21일부터 진행한 <말러교향곡 1번, 2번 전국투어>를 성황리에 종료하였다. 2022년 10월 재단 법인으로 출범하면서 더욱 수준높은 연주와 다양한 사회공헌 프로그램으로 문화예술 발전에 기여하고 있다.