תזמורת הנשים באושוויץ הוקמה ביוני 1943 על ידי המורה הפולנייה למוזיקה זופיה צ'ייקובסקה במחנה הריכוז אושוויץ, לפי צו של האס אס.
התזמורת מנתה למעלה מ-40 אסירות, שחברותן בתזמורת הגנה עליהן מפני שליחה לתאי הגזים או העבדתן למוות. קצינת האס אס וחובבת המוזיקה מריה מנדל, תמכה בתזמורת. מנדל, שהייתה המפקדת הלא רשמית של מחנה הנשים באושוויץ-בירקנאו החל מחודש אוקטובר 1942, פעלה גם להקמת צריף מיוחד סמוך למסלול שהוביל לתאי הגזים עבור הנגניות בתזמורת. הצריף, שנשא את המספר 12, ומסתיו 1943 את המספר 7, הכיל מקום רחצה ותנור להגנה על כלי הנגינה מפני לחות.
התזמורת ניגנה בשער המחנה בשעות יציאתם וחזרתם של עובדי המחנה; בקיץ יצאו העובדים בין השעות 6–5 ושבו ב-8 בערב, ובחורף יצאו בין 8 ל-7 וחזרו ב-5. לפי אחת הגרסאות, בשלבים הסופיים של השואה, עם הגירושים ההמוניים של יהודי מזרח אירופה שנשלחו ישירות לתאי הגזים, נועדה נגינת התזמורת להרגיע את הקורבנות. המוזיקה שימרה את האשליה, שהיהודים מובלים "אל המזרח", ואיפשר לאס אס להרוג באופן יעיל יותר. עם זאת, חברת התזמורת פניה פנלון (Fénelon) הכחישה בספרה האוטוביוגרפי שהתזמורת ניגנה במהלך הסלקציות, וכינתה זאת אגדה. הנגניות נאלצו גם להופיע בקונצרטים פרטיים בימי ראשון עבור קציני המחנה, וניגנו לעיתים קרובות עבור יוזף מנגלה, שהיה חובב מוזיקה קלאסית. ביום ראשון אחד הוטל על התזמורת להופיע יחד עם קרקס גמדים; הגמדים נתנו אמון מסוים ברופא האס אס, שהתלוצץ עמם, ולאחר מכן שלח אותם לתא הגזים.
בהמשך הוחלפה צ'ייקובסקה על ידי המנצחת אלמה רוזה (בתם של הכנר ארנולד רוזה ושל יוסטינה רוזה, אחותו של גוסטב מאהלר). רוזה, שמעמדה הרשמי במחנה היה קאפו, הייתה המנצחת של תזמורת הנשים בעיר הולדתה וינה. רוזה נפטרה באפריל 1944 בנסיבות לא ברורות; לפי מקור אחד היא נפטרה כתוצאה ממחלה ללא טיפול, אולם לפי גרסה אחרת נפטרה כתוצאה מהרעלת מזון, ויש הסבורים שהורעלה על ידי אנשי אס אס אחדים שהתנגדו לתזמורת.
לאחר פטירתה של רוזה נוהלה התזמורת על ידי אסירה רוסייה בשם סוניה וינוגרדובנה (Vinogradovna), אולם בנובמבר 1944 פירקו הנאצים את התזמורת, וחברותיה היהודיות נשלחו לברגן-בלזן, שם מתו שתיים מהן, לולה קרונר וג'ולי סטרומזה. היתר ניצלו, אך אווה סטויובסקה הוכתה קשות ופניה פנלון כמעט מתה ממחלת הטיפוס. על פי עדותה של פנלון, נשות התזמורת היו אמורות להירצח ביריות באותו יום שבו שוחרר המחנה בידי החיילים הבריטים. היא רואיינה ביום השחרור על ידי ה-BBC וביצעה את המרסייז ואת "אלוהים, נצור את המלכה".
הציבור הרחב התוודע לראשונה לקיומה של התזמורת רק עם צאת ספרה האוטוביוגרפי של פניה פנלון ״תזמורת על תנאי״ (Playing for time) בשנת 1976. על אף שמיומנותה של פנלון כסופרת אינה מוטלת בספק, רבות מפליטות התזמורת הסתייגו מהאופן שבו תיארה פנלון את דמותה של אלמה רוזה, שמצטיירת כאשה מטילת משמעת אכזרית וכיהודייה בעלת שנאה עצמית שהעריצה את הנאצים וחיפשה את טובתם. ריצ'רד ניומן וקארן קירטלי, שהיו ידידי משפחת רוזה, חיברו מאוחר יותר ביוגרפיה בשם "אלמה רוזה: מווינה לאושוויץ", בשאיפה להציג את דמותה של מנהיגת התזמורת באופן שונה. בביוגרפיה זו רוזה מתגלה בין היתר כגיבורה, שהצילה את חייהן של כמעט כל הנשים שהיו תחת השגחתה, בכך שאילצה אותן לעבוד קשה גם אם לא היו מוכשרות דיין.
ספרה של פנלון עובד לסרט הטלוויזיה "תזמורת על תנאי" בשנת 1980. הסרט, שתסריטו נכתב על ידי ארתור מילר, הוחרם בישראל וכן בקרב רבים מיהודי ארצות הברית, לאחר שלתפקיד של פנלון לוהקה השחקנית הפרו-פלסטינית ונסה רדגרייב. סרט הטלוויזיה הוליד גם מספר גרסאות תיאטרליות בארץ ובעולם. תיעוד נוסף הוא סרטו של מישל דארון "באך באושוויץ" (Bach in Auschwitz, במקור בצרפתית: La chaconne d'Auschwitz) משנת 1999.
ב-15 באפריל 2007 קיימה האופרה הישראלית החדשה ערב לזכרה של אלמה רוזה, שבו הופיעה חברת התזמורת הילדה שמחה גרינבאום[1] .