Un groupe de musiciens en costumes noirs remplit la fosse de l'orchestre, leurs visages concentrés sur leurs instruments, tandis qu'au-dessus d'eux, seules les jambes et les tutus pastel des danseuses de ballet sont visibles, recadrés au bord de la scène. La figure centrale, un bassoniste, est entourée de violoncellistes et de violonistes, chacun absorbé par sa performance, avec la lumière capturant les cols blancs et les mains en mouvement. L'Orchestre de l'Opéra a été peint pour Désiré Dihau, le bassoniste montré au travail au premier plan, qui a commandé l'œuvre et l'a ensuite exposée à Lille.

La scène se déroule dans la fosse de l'orchestre de la Salle Le Peletier, maison de l'Opéra de Paris jusqu'en 1873, et inclut des portraits des amis de Degas parmi les musiciens, comme Louis-Marie Pilet et d'autres nommés dans des récits contemporains. C'est la première fois que Degas a inclus des danseuses de ballet dans son œuvre, marquant le début d'un sujet auquel il reviendrait tout au long de sa carrière.