Jo perustamisvuonna Tallinnan kamariorkesteri ja Viron filharmoninen kamarikuoro tekivät yhteisen levyn Arvo Pärtin teoksista ’Te Deum’ ECM-levy-yhtiölle. Vuoden ajan tämä levy oli maailman Top Ten -listalla ja se sai ylistävät arvostelut kriitikoilta. Vuonna 1996 julkaistiin kaksi levyä ECM-levy-yhtiölle: ’Chrystallisatio’ (Erkki-Sven Tüürin teoksia) ja ’Litany’ (Arvo Pärtin teoksia). Vuonna 1999 orkesteri nauhoitti Viron konserttitalossa levyn Heino Ellerin jousi­musiikkia. Tämä levy ’Neenia’ julkaistiin vuonna 2001. Erkki-Sven Tüür on omistanut teoksen “Show for Chamber Orchestra” Tallinnan kamariorkesterille.

Tallinnan kamariorkesteri on esiintynyt lukuisilla festivaaleilla mm. Milanon Bach Cantatas festivaalilla, Bremenin musiikkfestivaalilla, Huddersfieldin nykymusiikin festivaalilla, Torinon Settembre Musica ‑festivaalilla, Arturo Benedetti Michelangeli ‑festivaalilla Italiassa, Meidän festivaalilla Tuusulassa ja Katrina-kamari­musiikki­festivaalilla Ahvenanmaalla. Konserttikiertueet ovat vieneen orkesterin useamman kerran Kanadaan, USA:han, Japaniin ja moniin Euroopan maihin.

Orkesteri on työskennellyt monen kapellimestarin kanssa. Näistä mainittakoon Juha Kangas, Pietari Inkinen, Jaakko Kuusisto, Richard Tognetti, Terje Tonnesen, Valentin Zhuk, Daniel Raiskin, Samuel Wong, Tõnu Kaljuste, Risto Joost, Eri Klas, Olari Elts, Arvo Volmer, Paul Mägi, Vello Pähn, Kristjan Järvi, Andres Mustonen ja Mihkel Kütson. Orkesterin solisteina ovat vierailleet monet kansainvälisesti tunnetut taiteilijat kuten esimerkiksi Viktor Tretjakov, Natalja Gutman, Pekka Kuusisto, Arto Noras, Marko Ylönen, Kalle Randalu, Kalev Kuljus ja Henri Sigfridsson.

Orkesterin taiteellisena johtajana on toiminut vuosina 1993-1995 ja 1996 - 2001 Tõnu Kaljuste sekä vuosina 1995-1996 Juha Kangas, joka toimi vuosina 2001-2003 sen taiteellisena neuvonantajana.