Stillingen som sjefsdirigent har også vært besatt av mange viktige dirigenter som gjennom årene har hatt stor innflytelse på orkesterets utvikling, så som Olav Kielland og Karsten Andersen. For tiden er briten Rumon Gamba sjefsdirigent og kunstnerisk leder for ISO. Vladimir Ashkenazy har siden 2002 vært orkesterets «conductor laureate», æresdirigent.