Litewska Narodowa Orkiestra Symfoniczna została założona w 1940 roku. Pierwszym dyrygentem i kierownikiem artystycznym był Balys Dvarionas.
Od roku 1964 orkiestra występuje pod dyrekcją Juozasa Domarkasa, swego pierwszego dyrygenta. Z orkiestrą współpracowali najwybitniejsi soliści z Litwy i całego świata: pianiści M. Rubackyte, P. Geniusas (Litwa), E. Gilels, D. Bashkirov, N. Petrov (Rosja), D. Pollack (USA), J. Ogdon (Anglia), skrzypkowie L. Kogan, V. Tretjakov, V. Spivakov (Rosja), wiolonczeliści M. Rostropowitcz, N. Gutman (Rosja), D. Geringas (Niemcy), dyrygenci K. Masur, H. Kegel, J. Frantz, J. Wehnert (Niemcy), Ch. Bruch, J.S. Casadesus, C. Diederich (Francja), O.W. Muller (USA) i wielu innych. Orkiestra brała udział w licznych międzynarodowych festiwalach muzycznych, takich jak Moskiewska Zima, Praska Wiosna, Festiwal w Szlezwiku-Holszynie, Wratislavia Cantans, Festiwal Krajów Bałtyckich w Szwecji i Międzynarodowy Festiwal Muzyki Współczesnej w Petersburgu.
LNOS odbywała już tournées po Francji, Niemczech, Polsce, Finlandii, Hiszpanii, Szwajcarii, Belgii, Czechach, Norwegii i Szwecji. Wystąpiła w Filharmonii Kolońskiej, w londyńskim Barbican Centre, w Birmingham i Sheffield (1994). Rok 1995 to tournée po Austrii, Słowenii, Włoszech (z M. Rostropowiczem jako solistą) i Japonii. W 1996 roku orkiestra wystąpiła we frankfurckiej Alte Oper i w tym samym roku odbyła tournée po Hiszpanii, Francji, Szwajcarii, Niemczech z Mścisławem Rostropowiczem. W roku 1998 — kolejne niemieckie tournée z Mścisławem Rostropowiczem i asystentem dyrygenta Robertasem Servenikas.
W sezonie 2000/2001 orkiestra obchodziła sześćdziesiątą rocznicę powstania, występując pod batutą Mścisława Rostropowicza, Krzysztofa Pendereckiego, Cyrila Diedericha. W styczniu 2001 Maestro Rostropowicz poprowadził zespół w paryskim Theatre des Champs-Elysees. Latem tegoż roku odbyło się kolejne tournée po Europie; orkiestra występowała w Niemczech, Francji, Norwegii, Szwajcarii, Słowenii i Macedonii pod batutą Krzysztofa Pendereckiego, Mścisława Rostropowicza, Vadima Repina, Juliana Rachlina, Johna Neala Axelroda i Robertasa Servenikasa. W grudniu 2001 LNOS wystąpiła w Filharmoniach w Pawii i Kolonii z Mścisławem Rostropowiczem jako dyrygentem i solistą.
