Die Musiker des Wiener Johann Strauss Orchesters setzten sich aus Mitgliedern österreichischer Spitzenorchester wie den Wiener Philharmonikern, den Wiener Symphonikern, dem Tonkünstlerorchester Niederösterreich, dem Radiosymphonie Orchester Wien, dem Bruckner Orchester Linz, dem Philharmonischen Orchester Graz etc. zusammen. Die gleichbleibende Stammbesetzung garantiert bei jedem Konzert ein perfekt aufeinander eingestimmtes Orchester, das den höchsten künstlerischen Ansprüchen gerecht wird.
Der Grundstein für diese Zusammensetzung an Orchestermusikern wurde bereits bei der Gründung des WJSO im Jahr 1966 gelegt. Damals setzte sich das Orchester großteils aus Musikern des Kleinen Wiener Rundfunkorchesters, den Wiener Symphonikern sowie dem Tonkünstlerorchester Niederösterreich zusammen.