A Orquestra Sinfónica da ESML é um agrupamento formado por alunos das áreas de Instrumento de Cordas, Madeiras, Metais, Harpa e Percussão que visa oferecer uma prática orquestral de excelência aos seus membros, proporcionando-lhes durante o seu ciclo lectivo, o contacto com o mais variado tipo de reportório. A Orquestra Sinfónica da ESML tem-se apresentado em concerto com um reportório que abrange períodos que vão desde o Barroco até ao Contemporâneo, tendo já efectuado primeiras audições em Portugal de obras de compositores estrangeiros, assim como estreias absolutas de obras compostas por alunos da própria escola. Para além do Grande Auditório da ESML, a Orquestra Sinfónica da ESML efectuou concertos em importantes salas de Lisboa, como o CCB, o Teatro S. Luiz, a Sociedade de Geografia ou o Palácio da Ajuda, tendo também realizado apresentações notros locais do país, como Faro, Figueira da Foz e Torres Vedras. De entre os diversos compositores que a Orquestra Sinfónica da ESML tem interpretado destacam-se Haydn, Mozart, Beethoven, Brahms, Mahler, Schubert, Schumann, Rossini, Weber, Bartòk, Debussy, Ravel, Prokoffiev, Berlioz, Fauré, Glazunov, Freitas Branco, Lopes-Graça, Samuel Barber e William Walton entre outros.