Oprócz udziału w przedstawieniach operowych orkiestra od początku swego istnienia prowadziła samodzielną działalność koncertową. Od roku 1992 działała w ramach instytucji pn. Państwowa Orkiestra Kameralna i Teatr Impresaryjny w Słupsku. Decyzją Rady Miejskiej w Słupsku z dnia 28 czerwca 2005 roku instytucję tę przekształcono w Polską Filharmonię Sinfonia Baltica w Słupsku.
Z orkiestrą występowali najwięksi soliści i dyrygenci. Od początku swego istnienia związana jest z odbywającym się co roku w Słupsku Festiwalem Pianistyki Polskiej, często biorąc udział w prawykonaniach utworów kompozytorów polskich (Dębski, Kuźniak, Moss).
Muzycy występowali w wielu krajach Europy (Niemcy, Szwajcaria, Włochy, Francja, kraje Beneluxu). Poza typowymi programami symfonicznymi orkiestra wykonuje bardzo różnorodny repertuar, często będący na pograniczu różnych stylistyk i gatunków, np. utwory z repertuaru wykonawców muzyki pop i jazzowej w wersji symfonicznej (m.in. Michał Urbaniak, Adam Makowicz).
W roku 1999 i 2000 słupska orkiestra wykonała w Słupsku i Gdańsku Requiem dla mojego przyjaciela Zbigniewa Preisnera. Było to drugie po koncercie w Warszawie wykonanie tego dzieła w Polsce. Utwór ten został zaprezentowany także przez solistów i słupską orkiestrę na trzech koncertach w Holandii w roku 2005, w tym w słynnej sali Concertgebow w Amsterdamie.
W październiku 2001r. zespół kameralistów wystąpił w Alte Oper we Frankfurcie n/Menem na uroczystym koncercie w ramach Międzynarodowych Targów Książki (Buchmesse) z greckim pieśniarzem George Dalarasem.
Polska Filharmonia Sinfonia Baltica w Słupsku nagrała do tej pory dwadzieścia siedem płyt, wśród nich m.in. Beatles Symphony Orchestra z utworami Lennona i McCartneya w wersji symfonicznej w aranżacji Bohdana Jarmołowicza oraz Can’t Buy Me Love z Vadimem Brodskim. Płyta, nagrana dla amerykańskiej wytwórni Centaur Records z koncertami saksofonowymi w wykonaniu Grega Banaszaka przyniosła orkiestrze w roku 1998 nominację do prestiżowej nagrody amerykańskiego przemysłu muzycznego Grammy. Dla tej samej wytwórni cztery lata później zarejestrowała muzykę współczesnych kompozytorów amerykańskich na flet i orkiestrę z udziałem Katherine DeJongh jako solistką. Dla wytwórni DUX wraz z pianistą Edwardem Wolaninem, nagrała CD z utworami Chopina w nowych, symfonicznych opracowaniach oraz utwory George’a Gershwina i Astora Piazzolli w wersji symfonicznej z udziałem solistów: Tomasza Tomaszewskiego – skrzypce i Wiesława Prządki – bandoneon. Z André Ochodlo, pieśniarzem i dyrektorem Teatru „Atelier” w Sopocie, słupscy kameraliści pod dyrekcją ich szefa, nagrali pieśni do tekstów Itziga Mangera, wykonywane w języku jidish, w wyjątkowo bogatych aranżacjach Jarmołowicza. Jest to pierwsza tego typu płyta (z orkiestrą symfoniczną) z muzyką żydowską na świecie.
Od kilku lat orkiestra współpracuje z kompozytorem, Krzesimirem Dębskim. Ma na swoim koncie liczne prawykonania jego utworów m.in. Koncertu fortepianowego, Koncertu na dwa Stradivariusy, symfonii Nihil homine mirabilius, które w ostatnich dwóch latach jako pierwszy i jedyny zespół w Polsce utrwaliła na płytach kompaktowych.
W roku 2003 orkiestra wystąpiła w Gdańsku, wykonując Missa pro pace Wojciecha Kilara (w obecności kompozytora) oraz w wydarzeniu artystycznym pn. Violin Summit – koncercie gwiazd polskiej wiolinistyki, w którym uczestniczyli: Katarzyna Duda, Krzesimir Dębski, Konstanty Andrzej Kulka i Michał Urbaniak. Koncert ten otrzymał najwyższe wyróżnienie w województwie pomorskim – Pomorską Nagrodę Artystyczną Gryf 2003 w kategorii: wydarzenie artystyczne.
W ostatnich latach słupska orkiestra odbyła z wybitnym akordeonistą francuskim Richardem Galliano trasę koncertową w trzech ośrodkach: Gdańsku, Poznaniu i Krakowie (2004r.). Tournee to zaowocowało nagraniem i wydaniem płyty kompaktowej, poświęconej tangu, zatytułowaną Tango Forever, która jest do nabycia w sklepach muzycznych na terenie całego kraju. Na przełomie roku 2004 i 2005 orkiestra została zaproszona na tournee po Niemczech ze światowej sławy Państwowym Baletem z Sankt Petersburga, któremu akompaniowała, wykonując Jezioro łabędzie i Dziadka do orzechów Piotra Czajkowskiego.
W maju 2005 roku Sinfonia Baltica wzięła udział w Letnim Festiwalu w Saint Truiden w Belgii, zaś w czerwcu – w Festiwalu Pianistycznym „Fermata” w Lublewie, gdzie wystąpiła ze światowej sławy pianistą Cyprienem Katsarisem, odnosząc wielki sukces. W nowym sezonie 2005/2006 orkiestra zainicjowała współpracę ze znakomitym klezmerskim zespołem Kroke z Krakowa, z którym wystąpiła na koncertach pn. Muzyka łączy narody, czyli Kroke symfonicznie w Gdańsku (dwukrotnie: 2005, 2007) i w Bydgoszczy (2006).
Na początku 2007 roku została wydana kolejna płyta kompaktowa z tangami pn. Tango alla polacca, tym razem skomponowanymi przez Władysława Szpilmana w jego opracowaniu na instrumenty solowe (Wiesław Prządka – akordeon, Tomasz Tomaszewski – skrzypce, Filip Wojciechowski – fortepian) i orkiestrę symfoniczną.
Wydana została również płyta DVD z Requiem d-moll Mozarta nagrana w końcu 2004 roku przez solistów, słupską orkiestrę i Polski Chór Kameralny Schola Cantorum Gedanensis pod batutą Jarmołowicza podczas nocnego koncertu w Gdańsku w rocznicę śmierci kompozytora.
Od 1992 roku dyrektorem instytucji był utalentowany dyrygent, aranżer i kompozytor Bohdan Jarmołowicz.
Od 2017 roku dyrektorem Sinfonia Baltica jest Ruben Silva. Doświadczenie w zarządzaniu filharmonią zdobył jako dyrektor artystyczny Opery Wrocławskiej, Opery Krakowskiej, Filharmonii Koszalińskiej. Wybitny dyrygent współpracujący z orkiestrami najlepszych polskich filharmonii – m.in. NOSPR, Filharmonia Narodowa, Filharmonia Krakowska. W 2012 uhonorowany Złotym Krzyżem Zasługi w kulturze.
Od września 2017 roku Polska Filharmonia Sinfonia Baltica nosi imię Wojciecha Kilara.
