Het in 1908 opgerichte Orchestra dell'Accademia Nazionale di Santa Cecilia werd het eerste orkest in Italië dat zich toelegde op concertrepertoire in plaats van opera. Het ensemble werd vrijwel direct een favoriet onder orkestcomponisten. Zo liet Respighi Fontane zijn Fontane di Roma en Pini di Roma in première gaan door het orkest. Componisten en dirigenten als Mahler, Strauss en Stravinsky namen er de leiding. Halverwege de eeuw werd onder leiding van Tullio Serafin een serie klassieke opera-opnames gemaakt met vocalisten als Renata Tebaldi en Carlo Bergonzi, en in de jaren 80 kwam er een samenwerking met Leonard Bernstein, die erevoorzitter was van 1983 tot aan zijn dood in 1990. In 2002 verhuisde het orkest naar een nieuwe, speciaal gebouwde zaal, de Sala Santa Cecilia met 2800 zitplaatsen in het Auditorium Parco della Musica, ontworpen door Renzo Piano. Drie jaar later werd Antonio Pappano benoemd tot muzikaal leider, die met het orkest door heel Europa tourde en zelfs naar New York en Tokio ging. Onder Pappano heeft het orkest een reeks bekroonde opnames gemaakt, waaronder Puccini's Madama Butterfly met sopraan Angela Gheorghiu, Verdi's Aida met sopraan Anja Harteros en tenor Jonas Kaufmann, Bernsteins drie symfonieën en grootschalige koormuziek van Verdi, Rossini en Britten. Samen maakten ze ook portretalbums met Kaufmann en sopraan Anna Netrebko, en werden er concerten opgenomen met pianisten Beatrice Rana (Tsjaikovsky en Prokofjev) en Jan Lisiecki (Schumann), en violiste Janine Jansen (Brahms).