Filharmonia Lwowska powstała w 1902 r. jako druga główna instytucja koncertowa miasta obok Galicyjskiego Towarzystwa Muzycznego.
Jej pierwsza siedziba mieściła się w przebudowanym gmachu dawnego Teatru Skarbkowskiego z 1842 r. usytuowanym przy ulicy Skarbkowskiej 1, w sąsiedztwie Teatru Wielkiego.
Przestronna sala mogła pomieścić ponad 1200 słuchaczy. Do czasu wybudowania sali koncertowej PTM w 1910 roku, wraz z Teatrem Wielkim pełniła rolę głównej sali koncertowej miasta. Warto zaznaczyć, że żadna z tych instytucji nie miała charakteru państwowego – ich działalność opierała się na subwencjach miejskich oraz wsparciu prywatnych darczyńców.
Pierwszym dyrektorem Filharmonii Lwowskiej był Ludwik Heller, a do dyrygentów należał Henryk Melcer-Szczawiński. W 1903 r. odbyły się koncerty kompozytorskie Richarda Straussa, Gustava Mahlera, Ruggera Leoncavalla i Mieczysława Karłowicza. Mimo spektakularnego pierwszego sezonu, podczas którego odbyło się 128 koncertów, już na początku sezonu 1903/1904 filharmonia podupadła i wkrótce zawiesiła swoją działalność. W kolejnych latach w gmachu filharmonii odbywały się koncerty muzyków występujących gościnnie, organizowane przez Biuro Koncertowe Maksymiliana Türka (działało w latach 1908–1939), który później korzystał też z sali PTM.
Lata 1933–1939 przyniosły ponowne odrodzenie Filharmonii Lwowskiej, tym razem jako instytucji dysponującej własną orkiestrą i ściśle współpracującej z Polskim Towarzystwem Muzycznym. Stanowisko dyrektora objął Adam Sołtys (od 1929 r. dyrektor PTM), a w sezonie 1938/1939 zastąpił go Adam Didur, łącząc funkcje dyrektora opery i filharmonii. Sołtys prowadził większość koncertów, a obok niego za pulpitem dyrygenckim stawali również Jerzy Kołaczkowski (referent muzyczny Polskiego Radia we Lwowie), Jarosław Leszczyński, Józef Lehrer i Bronisław Wolfsthal. W 1936 r. udany debiut dyrygencki zaliczył dotychczasowy skrzypek, Jakub Mund – uczeń Józefa Kofflera.
Wśród gościnnych dyrygentów znaleźli się między innymi Ignacy Neumark (który w 1936 r. poprowadził prawykonanie I Symfonii op. 11 Kofflera), Herman Scherchen (dyrygujący w 1937 r. prawykonaniem II Symfonii op. 17 Kofflera), a także Walerian Bierdiajew i Feliks Nowowiejski (poprowadził swój koncert kompozytorski). W repertuarze lat 1933–1939 znaczące miejsce zajmowała muzyka współczesna, w tym dzieła takich twórców polskich, jak Tadeusz Zygfryd Kassern, Józef Koffler, Roman Palester, Adam Sołtys i Karol Szymanowski. Nie zabrakło również kompozytorów ukraińskich: Wasyla Barwińskiego (Василь Барвінський) i Antona Rudnyckiego (Антін Рудницький).
Mimo istnienia obszernej sali, koncerty filharmoniczne w okresie międzywojennym odbywały się głównie w sali PTM (gdzie w 1933 r. zorganizowano koncert inauguracyjny) oraz – ze wzrastającą częstotliwością od 1937 r.– w Teatrze Wielkim. Tymczasem dawną salę koncertową filharmonii zaadaptowano w 1908 r. na potrzeby projekcji filmowych, a w 1930 r. wyposażono ją w aparaturę dźwiękową. Mieściły się w niej kolejno największe lwowskie kina (do 1930 r. wykorzystujące własną orkiestrę): „Urania” (1908–1911), „Lew” (1913–1931) i „Atlantic” (1931–1939).
W 1936 r. I Symfonia op. 11 zabrzmiała w sali PTM, natomiast II Symfonię op. 17 wykonano dwukrotnie w 1937 roku w Teatrze Wielkim. Również tam w 1936 r. odbył się koncert kompozytorski Béli Bartóka, w którego przygotowanie zaangażował się Józef Koffler jako przedstawiciel Filharmonii Lwowskiej, prowadząc korespondencję z kompozytorem. W tej samej roli wystąpił Koffler wobec Slavko Osterca, planując we Lwowie – ostatecznie niezrealizowany – koncert kompozytorów jugosłowiańskich.