I løpet av renessansen begynte instrumentalmusikk å blomstre i religiøse seremonier, høviske underholdninger og kommunale festligheter. I løpet av denne tiden var små ensembler kjent som "konsortensembler", med en blanding av instrumenter som fioler, blokkfløyter og lutter, vanlige.
På 1500-tallet begynte italienske komponister som Giovanni Gabrieli og Claudio Monteverdi å eksperimentere med større ensembler, og kombinerte ulike instrumenter og vokalister. Denne kombinasjonen la grunnlaget for barokkorkesteret, som var et avgjørende element i operaer og sakral musikk.
På slutten av 1600-tallet hadde orkesteret blitt et allsidig ensemble, som omfattet en rekke instrumenter som fioliner, bratsj, celloer, kontrabasser, fløyter, oboer, trompeter, tromboner og mer. I tillegg standardiserte den italienske komponisten Arcangelo Corelli instrumentelle grupperinger, og etablerte modellen for strykeseksjonen med første og andre fiolin, bratsj og celloer.
Konseptet med orkesteret fortsatte å utvikle seg gjennom påfølgende perioder, med store komponister som Wolfgang Amadeus Mozart, Ludwig van Beethoven og Johannes Brahms som utvidet og foredlet orkesterpaletten under den klassiske og romantiske epoken.
Det er viktig å merke seg at mens orkesterets røtter ligger i vestlig klassisk musikk, har begrepet også blitt brukt i andre musikalske sjangre, som jazz og populærmusikk, for å referere til store ensembler av instrumentalister.