Fundada pelo maestro Tonu Kaljuste, em 1993, na cidade de Talim, belíssima capital da Estônia, a Tallinn Chamber Orchestra é formada por alguns dos mais reverenciados músicos daquele país.
O grupo atuou em diversos festivais de prestígio, como Bach Cantatas Festival (Milão 1996 e 1997), Bremen Music Festival (Alemanha, 1998), Huddersfield Festival of Contemporary Music (Reino Unido, 1998), Kaustinen Chamber Music Festival (Finlândia, 2005), Festival NYYD (Estônia, 2005), Budapest Autumn Festival (Hungria, 2005), Moscow Easter Festival (Rússia, 2006), Moscow Festival Dedication (Rússia, 2006 e 2008), Naantali Chamber Music Festival (Finlândia, 2006 e 2008).

Possui diversos CDs, dentre eles destacam-se Te Deum, de Arvo Pärt, numa gravação junto à Estonian Philharmonic Chamber Choir, em 1993. Em 1996, duas outras gravações: Crystallisatio, de Erkki-Sven Tüür (também junto à Estonian Philharmonic Chamber Choir) e Litany, de Arvo Pärt (junto ao Hilliard Ensemble, Estonian Philharmonic Chamber Choir e à Lithuanian Chamber Orchestra). E em 2001, gravaram Neenia, de Heino Eller, todos pelo selo ECM.
 
Em turnês pela Escandinávia, Canadá, Estados Unidos, Japão e inúmeros  países europeus, já se apresentaram ao lado de diversos solistas, como Ramon Jaffe,  Andreas Frölich, Juri Bashmet , Virsaladze Eliso, Lisa Smirnova, Mustonen Andres, David Garrett, Tretjakov Viktor, Kolja Blacher, Arto Noras, Rudin Aleksander, Vadim Gluzman, Gutman Natalja, Bashmet Juri, Sergei Stadler, Pekka Kuusisto, Kuusisto Jaakko, e Franz Helmerson, entre outros.

Nestes 17 anos, a orquestra teve como regente e diretor artístico os ilustres:  Tonu Kaljuste (1993 a 1995, 1996 a 1997,  2000 a 2001), Juha Kangas (1995 a 1996 e  2001 a 2002). Desde 2002, Eri Klas ocupa a regência e direção artística.