V období 1942–1948 stál v čele orchestru Rafael Kubelík, než po Únoru emigroval. Dalších dvacet sezón, do emigrace v roce 1968 po invazi vojsk Varšavské smlouvy, byla role šéfdirigenta svěřena Karlu Ančerlovi, pod jehož vedením získal orchestr na světové hudební scéně pověst špičkového orchestru. Orientace směřovala na českou klasickou a zejména soudobou hudbu. Ančerl nejen navázal na tradici svých předchůdců, ale obohatil repertoár o díla zahraničních autorů (Igor Stravinskij, Richard Strauss, Béla Bartók, Dmitrij Šostakovič, Sergej Prokofjev). Léta Ančerlova vedení filharmonie jsou považována za období největšího uměleckého rozkvětu orchestru. Po jeho emigraci převzal dirigentské vedení Václav Neumann, s nímž je spjata dlouhotrvající etapa do roku 1990.