Espelho da singularidade do projeto artístico e pedagógico da Metropolitana, a Orquestra Sinfónica Metropolitana (OSM) é constituída pelos músicos da Orquestra Metropolitana de Lisboa e por grande parte dos alunos da ANSO, ou seja, pela Orquestra Académica Metropolitana. Deste modo, os jovens músicos em fase final de formação têm a oportunidade de interpretar repertório de referência com maestros e solistas prestigiados, assim como partilharem estantes com os seus professores. Entre os maestros e solistas contam-se, entre muitos outros, os nomes de Michael Zilm, Emilio Pomàrico, Sequeira Costa, Rafael Oleg, Stephan Loges, Artur Pizarro e António Rosado.
Desde 1995 até 2022, a OSM apresentou-se em mais de uma centena de concertos nas mais importantes salas de concerto do nosso país. Foram interpretadas sinfonias de Brahms em 1995 e 1996, a Sinfonia do Novo Mundo de Dvořák em 1997, a Patética de Tchaikovsky em 1999, a 2.ª Sinfonia de Rachmaninov em 2000, Assim falou Zaratustra e Macbeth de Richard Strauss em 2001, a sinfonia À Pátria de Viana da Mota em 2003, a Scheherazade de Rimsky-Korsakov em 2005 e, desde então, a Sinfonia Fantástica de Berlioz, as 10.ª e 12.ª sinfonias de Schostakovich, as 1.ª, 3.ª, 4.ª, 5.ª e 9.ª sinfonias de Mahler, as 4.ª, 5.ª e 8.ª de Bruckner, o Bolero de Ravel, La mer de Debussy, Carmina Burana de Orff, a Missa solemnis de Beethoven e a Sinfonia Dante de Liszt.