A lo largo de sus numerosas actuaciones hay que destacar giras por el extranjero, como Francia e Inglaterra (1950), Italia y Turquía con Rostropóvich como solista (1996), Alemania (2002), Austria y República Checa con Joaquín Achúcarro al piano (2008).
La orquesta de Valencia ha sido dirigida por numerosos directores invitados de prestigio internacional, como Ataúlfo Argenta, Clemens Krauss, Heinz Unger, Jean Martinon, Sergiu Celibidache, Riccardo Chailly, Vladímir Fedoséyev, Krzysztof Penderecki, Yehudi Menuhin, P. Maag, Helmuth Rilling, Yuri Temirkanov, Jesús López Cobos, Gerd Albrecht, F. P. Decker, Rafael Frühbeck de Burgos, G. Herbig, A. Litton, Zubin Mehta, G. Noseda, J. Panula, G. Pehlivanian, M. Plasson, C. Rizzi, P. Steinberg, W. Weller, etc. Entre los solistas que han colaborado con la orquesta destacan Daniel Barenboim, Alexander Brailowsky, Rudolf Buchbinder, José Iturbi, Hilary Hahn, Lynn Harrell, Gidon Kremer, Radu Lupu, Mischa Maisky, Shlomo Mintz, David Oistrakh, Maria João Pires, Ivo Pogorelich, Rachlin, Mstislav Rostropóvich, Arthur Rubinstein, Andrés Segovia, José Luis Estellés, Gil Shaham, Grigori Sokolov, Isaac Stern, Henryk Szeryng, Maksim Vengérov, Arcadi Volodos, Narciso Yepes o Nicanor Zabaleta.
En cuanto a cantantes, la Orquesta ha acompañado entre otros a Victoria de los Ángeles, Ainhoa Arteta, Bayo, Behrens, Teresa Berganza, Bruson, Montserrat Caballé, Cotrubas, van Dam, Plácido Domingo, Freni, Gedda, Jerusalem, Meier, Marton, Obraztsova, Ramey, Rysanek, Scotto, Stade, Varady, Voigt.
El nombre de José Iturbi se asocia por primera vez a la Orquesta en este periodo.
Entre 1952 y 1954 el violinista José Ferriz actúa como director en funciones y su buen hacer fue crucial para mantener la unidad de la Orquesta, potenciar las obras de compositores valencianos y atraer solistas internacionales como Henryk Szeryng, Alfredo Campolí o el director Heinz Unger, que se convertiría en un asiduo visitante del podio de la Orquesta Municipal.
Aunque en su breve titularidad, la Orquesta no participó en ninguna producción operística, el nombre de Annovazzi permanece ligado a la ópera en Valencia con títulos como La Traviata, Aida, Lohengrin, La Valquiria o Tosca.
Iturbi consigue con el aval de su propio prestigio, el desfile por la Orquesta de importantes solistas como Christian Ferras, Mischa Elman, Artur Rubinstein, Estéban Sánchez, Bela Siki, Jorge Bolet o György Sándor.
Largos periodos sin director titular provocan que José Ferriz asuma de nuevo la responsabilidad al frente de la Orquesta durante seis años, aunque el Ayuntamiento no llegó nunca a concederle la titularidad formal.
Nombres como Jean Martinon, Alberto Bolet, Rafael Frühbeck de Burgos, Alexander Brailowsky o un jovencísimo Daniel Barenboim son invitados en esta etapa.
Durante su corta etapa se pudieron escuchar, por vez primera, ciclos sinfónicos completos como los dedicados a Beethoven y Brahms.
Entre los solistas hay que destacar la visita de Margot Pinter y las colaboraciones de los pianistas valencianos José y Amparo Iturbi, Mario Monreal, Leopoldo Querol, Fernando Puchol, Joaquín Soriano o Margarita Conte.
Al igual que sus predecesores en el cargo, Palomo luchó contra los problemas ocasionados por no tener una sede estable.
Durante su titularidad, la orquesta sigue participando en las temporadas de la AVAO con títulos como Adriana Lecouvreur, Fausto, Andrea Chénier, La forza del destino, L’elisir d’amore, Otello, Carmen, El holandés errante, Tristán e Isolda o Tannhauser, entre otros.
Entre los directores y solistas invitados hay que resaltar a Mattias Aeschbacher, Jean Bernard Pommier o Linda Russel.