עם גמר הופעותיה בביתן הישראלי בתערוכה העולמית בבריסל בסוף שנת 1958, השתתפה התזמורת בפעם הראשונה בתחרות בינלאומית של תזמורות נוער, שנערכה במסגרת התערוכה העולמית. בתחרות השתתפו 12 תזמורות נוער מובחרות, בהן תזמורת הנוער של בית הספר ג'וליארד (ארצות הברית) תזמורת הנוער של אנגליה ותזמורת הנוער של גרמניה. התזמורת זכתה בתהילה בינלאומית כשזכתה במקום הראשון בתחרות.