Im Jahr 1975 wurde das Martinskollegium von Prof. Erich Reustlen gegründet und konnte im Jahr 2015 mit drei Konzerten und einer großen Oratorienaufführung sein 40-jähriges Bestehen feiern. Zunächst diente es als Begleitorchester für die Oratorienaufführungen der ebenfalls unter Reustlens Leitung stehenden Martinskantorei Pfullingen. Im Laufe der Zeit führte das Orchester neben den Passionen und Kantaten Johann Sebastian Bachs in der Martinskirche Pfullingen auch Werke der Barockzeit und der frühen Wiener Klassik in den Pfullinger Hallen auf und wurde so zu einem festen Bestandteil des Pfullinger Konzertlebens.

Nach Prof. Reustlen übernahm Ulrich Marquardt im September 1987 die Leitung des Orchesters. Marquardt, selbst Geiger und Mitglied des Radio-Sinfonieorchesters Stuttgart des SWR, erweiterte das Repertoire nach und nach um Werke von Beethoven, Schubert, Brahms, Schumann und Wagner und setzte mit der Aufführung von Werken des 20. Jahrhunderts (z.B. von Pärt und Schostakowitsch) wichtige neue Akzente. Seit seinem Tod im Jahre 2006 arbeitet das Orchester ausschließlich mit Gastdirigenten wie Stefan Bornscheuer, Francis Gouton und Dirk Altmann zusammen, die alle aus den Reihen des SWR Symphonieorchesters bzw. des Staatsorchesters Stuttgart kommen. In dieser Zeit entstand eine besonders intensive Zusammenarbeit mit dem Geiger Stefan Knote. Nicht nur als musikalischer Leiter der jährlich stattfindenden Konzerte mit Werken für Kammerorchester, auch als Solist und Konzertmeister prägt er seither das hohe musikalische Niveau des Orchesters. Unter seiner Leitung wurden vermehrt Werke des 21. Jahrhunderts ins Programm genommen und neue Konzertformate entwickelt, wie z.B. Konzert-Matinéen, Gesprächskonzerte für Familien oder Konzerte mit kleiner Kammerorchesterbesetzung in der Thomaskirche Pfullingen.

Zahlreiche Solisten konzertierten im Laufe der Jahre zusammen mit dem Ensemble, von denen hier nur einige der Künstler wie Nora Chastain, Uta Weyand, Ulrike Härter, Katharina Schlenker, Miwako Nagatomi, Hiroko Atsumi, Camille Gouton-Saito, Dirk Altmann, Friedemann Rieger, Andreas Grau, Michael Rieber, Franz Bach, Chia Chou, Thomas Hammes, Aleksandra und Jakob Lustig, Stefan Knote, Jakob Spahn, Philippe Tondre, Alexandra Neumann, Gaby Pas-Van Riet, Martina Lechner, Jennifer Neumann und das Trio Parnassus genannt seien. Gastdirigenten des Orchesters waren in den vergangenen Jahren Stefan Bornscheuer, Michael Groß, Stefan Knote, Francis Gouton, Eberhard Becker, Dirk Altmann und Gerhard Heydt.

Über 80 Konzerte gab das Martinskollegium in den vergangenen 40 Jahren, nicht gerechnet die Passions- und Oratorienaufführungen unter Prof. Erich Reustlen und Kantorin Dorothee Berron. Das Orchester ist der Martinskirche Pfullingen sowie der Gesellschaft der Musikfreunde Reutlingen e.V. (GdM) angeschlossen und ist Mitglied des BDLO (Bund Deutscher Liebhaber-Orchester).