W Radomiu grupa zarówno melomanów, jak i osób zawodowo związanych z muzyką była od zawsze liczna i chętna do podejmowania różnorodnych inicjatyw. To muzycy zrzeszeni w radomskim oddziale Związku Zawodowego Muzyków RP doprowadzili w 1945 roku do utworzenia amatorskiego zespołu o profilu symfonicznym. Dwa lata później powstała, zawodowa już, Radomska Orkiestra Symfoniczna i ze zmiennym szczęściem funkcjonowała do 1991 roku. Rozwiązano ją z powodu braku funduszy na działalność i braku sali do ćwiczeń, a także z powodu ciągle zmieniających się dyrygentów. Koncertowała najczęściej w sali radomskiej filii Teatru im. Stefana Żeromskiego w Kielcach albo w hali kongresowej przy ul. Waryńskiego. W 1964 roku otrzymała do dyspozycji salę koncertową w gmachu prezydium przy ul. Żeromskiego 53.
Pierwsza Radomska Orkiestra Kameralna natomiast powstała pod koniec 1986 roku, a pierwszy koncert dała w połowie grudnia 1987. Zespół liczył 30 osób, a jego trzon stanowili dawni muzycy ROS, głównie spoza Radomia. Przetrwała raptem pięć lat, bo również na jej działalność nie było pieniędzy.
Minęło 10 lat i pomysł utworzenia w Radomiu orkiestry znów się pojawił. Tym razem za sprawą altowiolisty Stanisława Bawora, absolwenta Akademii Muzycznej w Krakowie, który w 1995 roku zamieszkał w naszym mieście i zaczął zabiegać o utworzenie Radomskiej Orkiestry Kameralnej. Niestety, dla miejskiego budżetu plan był zbyt ambitny – pieniędzy wystarczyło tylko na założenie kwartetu smyczkowego Radomiensis. Koncert inauguracyjny nowy zespół zagrał 29 lutego 1996 roku. Kwartet koncertował nie tylko w Polsce, ale także na Łotwie, Słowacji i Ukrainie, w Czechach i Korei Południowej. Nagrał też trzy płyty. Stanisław Bawor był też pomysłodawcą i organizatorem Międzynarodowego Festiwalu Kwartetów Smyczkowych.
Plany utworzenia w Radomiu orkiestry kameralnej zaczęły się krystalizować w 2006 roku. Wtedy to władze miasta powierzyły Stanisławowi Baworowi utworzenie Radomskiej Orkiestry Kameralnej. Formalnie zespół rozpoczął działalność w styczniu 2007 roku, a 1 lipca jej dyrektorem naczelnym i artystycznym został Maciej Żółtowski. We wrześniu tego samego roku odbyły się pierwsze przesłuchania, które pozwoliło na wyłonienie stałego, 13-osobowego, składu. Inauguracyjny koncert ROK dała 12 października 2007 roku w sali urzędu miejskiego, otwierając XI Międzynarodowy Festiwal Kwartetów Smyczkowych.
W styczniu 2008 miasto powierzyło ROK w zarząd salę koncertową UM, mogącą pomieścić 597 widzów. Muzycy zyskali w ten sposób nie tylko stałe miejsce koncertów i prób, ale także niezbędne zaplecze administracyjne i techniczne.
W 2010 roku odbyły się kolejne przesłuchania. Od tej pory trzon zespołu stanowi 16 muzyków. W miarę potrzeby dokooptowywani są kolejni instrumentaliści.
W myśl zapoczątkowanej przez dyrektora Macieja Żółtowskiego zasady, którą kontynuuje Natalia Dąbrówka, szefowa ROK od września 2017 roku, zespół daje w sezonie artystycznym, średnio, jeden koncert w miesiącu. Jego uzupełnieniem są zawsze audycje umuzykalniające dla najmłodszych melomanów. Także podczas letnich miesięcy radomscy melomani mogą słuchać klasyki – od kilku lat w muszli w parku im. Tadeusza Kościuszki odbywają się koncerty pod wspólnym hasłem „Lato z ROK-iem”.
Od początku istnienia orkiestry sezon artystyczny wzbogacany był wydarzeniami specjalnymi, jak Międzynarodowy Konkurs Kompozytorski Krzysztofa Pendereckiego Arboretum, Akademia Dyrygentów czy koncerty w ramach Festiwalu Wielkanocnego im. Ludwiga van Beethovena.
W 2009 roku ukazała się płyta ROK „Grażyna Bacewicz - utwory na Orkiestrę Kameralną, część I”, znakomicie przyjęta przez krytykę. Druga część albumu powstała w marcu 2011.
Orkiestra występowała ze znakomitymi solistami i dyrygentami, m.in. Lidią Grychtołówną, Piotrem Pławnerem, Tytusem Wojnowiczem, Krzysztofem Pełechem, Krzysztofem Pendereckim, Janem Jakubem Bokunem, Łukaszem Borowiczem, Stephenem Ellerym, Jonathanem Brettem, Patrickiem Gallois, Michałem Drewnowskim, Wojciechem Waleczkiem.
