2012年7月6日に、平壌市にてテスト公演を兼ねた初の御披露目が行われ、金正恩を始めとする朝鮮労働党や朝鮮人民軍の幹部などが鑑賞した。この公演ではアメリカのディズニー映画のテーマ音楽が演奏され、キャラクターであるミッキーマウスやミニーマウスなどに類似した着ぐるみが登場した。その後、朝鮮の声放送でも同楽団の演奏した楽曲が頻繁に放送されている。2015年9月5日に、アメリカ合衆国のマスメディアにより解散説が報じられたが、同月7日にキューバ使節団向けの公演に出演して健在ぶりを示した。また同年、中華人民共和国と朝鮮民主主義人民共和国両国の友好と親睦を深める目的で、12月12日に北京市において国外初公演を行うことが決定された（功勲国家合唱団と合同）。しかし、実際にヒョン・ソンウォル団長を含む幹部・スタッフ6名、演奏家10名、歌手5名が北京入りし、予定日前日の11日には市内でリハーサルまで行ったものの、公演開始の約一時間前に突然公演自体が中止となり、急遽帰国したことが報道により明らかとなった。これは、北朝鮮の水爆実験の内容が、北京公演に含まれていた事に対して、中国共産党が激怒したとしている。
北朝鮮の最高指導者である金正恩第一書記（当時）の指示により、2012年7月に結成された。メンバーは金正恩本人により選抜され、同楽団の結成段階においては、金正恩の正妻で第一線の歌手としての来歴があり、同国の演芸界に影響力を持つ李雪主が大きな役割を果たしたとされる。メンバーや幹部の待遇は朝鮮人民軍（朝鮮人民軍陸軍）の軍人であり、例としてそれぞれ2015年末時点では団長の玄松月は大佐、ボーカルの一人であるキム・ユギョンは大尉の軍事称号を持つ。牡丹峰楽団は現在、北朝鮮において最も人気のあるガールズバンドであると見なされている。レパートリーとしては最高指導者（金日成・金正日・金正恩）・朝鮮労働党・朝鮮人民軍および社会主義・主体思想・先軍政治などを賛美したプロパガンダ歌曲や軍歌を中心にするも、いわゆる西側諸国の音楽や北朝鮮の伝統的な民謡に至るまでを幅広く演奏することができる。西側文化に由来する具体的な曲としてはディズニー映画のテーマ曲などがある。同楽団はこれらのレパートリーを一つの公演で取り混ぜつつ、極めて表情豊かに演ずることで知られている。アイドルグループと見なされがちだが、歌唱、楽器演奏とも世界的レベルでみても一流のレベルにある。また、道徳的に朝鮮の儒教思想が強く残る北朝鮮において、牡丹峰楽団はミニスカートや半袖など、露出度の高いコスチュームや現代的でファッション性の高いヘアスタイル等で着飾って活動する存在としても注目を集めてきた。海外のニュースにおいて楽団が取り上げられる際も、外見やファッション等についてK-POPや少女時代等の大韓民国出身の女性アイドルグループなどと比較されることもある。メンバーは軍人（士官）待遇であるため、軍服をモチーフとした衣装には軍事称号を示す階級章が付されている。なお、北朝鮮では1985年に、金正日の指示により結成された電子音楽バンド「普天堡電子楽団（普天堡軽音楽団） 」があったが、牡丹峰楽団など後身組織に発展的に移行されるものとして、2010年代初頭に解散している。2016年時点で、牡丹峰楽団の団長である玄松月は普天堡電子楽団の歌手出身者であるなど、普天堡電子楽団は牡丹峰楽団の事実上の前身となる。
2008年には、チームの新人選手で最も早く5月31日に出場選手登録を果たすと、翌6月1日には、高校生活を過ごした埼玉県の西武ドームで催された対埼玉西武ライオンズ戦で一軍公式戦初登板を果たした。高校から直接中日へ入団した投手が、入団1年目に一軍公式戦へ登板した事例は、同県出身の中里篤史（2001年）以来7年振りであった。チーム事情で6月6日に登録を抹消されてからは一軍から遠ざかったが、ウエスタン・リーグ公式戦では5勝7敗1セーブという成績を残した。2010年までは投手としてプレーを続けたが、2009年以降は一軍公式戦への登板機会はなく、ウエスタン・リーグ公式戦でも成績が伸び悩んだ。2010年のシーズン終了後に外野手へ転向。これを機に、支配下選手契約から育成選手契約へ移行したため、背番号も204へ変更した。2014年には、7月13日付で支配下登録選手へ復帰。背番号も73に変更したが、野手としての一軍公式戦デビューにまで至らなかった。2015年には、背番号を69に変更した。7月11日の対広島東洋カープ戦（ナゴヤドーム）には、自身7年振り、野手としては初めて一軍公式戦へ出場。投手時代には一軍公式戦で打席に立てなかったが、6回裏に八木智哉の代打として初打席を迎えると、初安打と初得点を記録した。さらに、チームがこの試合に勝利したことから、試合後には初めてのヒーローインタビューも経験した。以降の公式戦でも、主に代打要員として勝負強さを発揮。一軍公式戦全体では、35試合の出場で、打率.326（43打数14安打）、8打点を記録した。この成績を背景に、シーズン終了後の契約交渉では、推定年俸1,300万円（前年から860万円増）という条件で契約を更改した。2016年には、投手時代を含めても初めての開幕一軍入りを果たした。しかし、春先から腰痛や左脇腹痛に見舞われた影響で、早々に出場選手登録を抹消。一軍への復帰を見越して参加した8月26日の試合前練習では、誤ってボールを踏んだため、左足首を骨折した。一軍公式戦全体では、7試合に出場。10打席に立ったが、安打を1本も放てなかったため、シーズン終了後の契約交渉では推定年俸1,000万円（前年から300万円減）という条件で契約を更改した。2017年には、一軍公式戦への出場機会がないまま、八木などと共に10月3日に球団から戦力外通告を受けた。通告当初はNPB他球団での現役続行を希望していたため、11月15日には野手として12球団合同トライアウト（マツダスタジアム）に参加。シートバッティング形式で4人の投手と対戦したところ、4打数1安打という結果を残したが、他球団から獲得のオファーを受けるまでに至らなかった。後に、中日球団からスタッフとして契約することを打診されたため、現役を引退。12月2日付で、NPBから自由契約選手として公示された。