Ha dirigido a numerosas orquestas y conjuntos de prestigio internacional, entre ellos el Ensemble Intercontemporain, Ensemble Modern, London Sinfonietta, Klangforum Wien, BBC Symphony Orchestra, Philharmonia Orchestra, RSO Wien, Deutsches Symphonie-Orchester Berlin, Orchestre National de France, Orchestre Philharmonique de Radio France, Orchestra dell’Accademia di Santa Cecilia de Roma, Orquesta Nacional de España y Orquesta Sinfónica y Coro de RTVE, entre muchas otras. Su presencia ha sido habitual en los principales festivales europeos, como los Donaueschinger Musiktage, Berliner Festwochen, Bienal de Venecia, Festival de Salzburgo, Lucerne Festival, Steirischer Herbst, Wien Modern, Trienal de Colonia, Maggio Musicale Fiorentino, Bienal de Berlín y Holland Festival.

Reconocido por su estrecha colaboración con destacados compositores de los siglos XX y XXI, entre ellos Pierre Boulez, Iannis Xenakis, Luigi Nono, Karlheinz Stockhausen, Mauricio Kagel, Wolfgang Rihm, Franco Donatoni, Sylvano Bussotti y Goffredo Petrassi, Tamayo ha estrenado numerosas obras y ha contribuido de forma decisiva a la difusión del repertorio contemporáneo europeo.

En el ámbito operístico ha dirigido producciones en instituciones de primer nivel, entre ellas la Deutsche Oper Berlin, el Théâtre des Champs-Élysées, la Opéra Comique y la Opéra National de Paris, el Royal Opera House Covent Garden, la Wiener Staatsoper, la Ópera de Graz, el Teatro Real de Madrid, el Teatro Massimo Bellini de Catania y el Teatro Lírico Nacional de Madrid, entre otras. Ha abordado tanto el gran repertorio lírico como obras de autores contemporáneos, entre ellos Wolfgang Rihm, Rudolf Kelterborn, Mauricio Ohana, Mauricio Kagel y Hans Werner Henze.

Su discografía constituye una referencia en el ámbito de la interpretación de la música contemporánea. Destacan los cuatro discos dedicados a la obra orquestal de Mauricio Ohana —galardonados con dieciséis premios internacionales— y los cinco volúmenes consagrados a Iannis Xenakis, reconocidos por la crítica como registros de referencia. Asimismo, ha realizado grabaciones de obras de Franco Donatoni, Sylvano Bussotti y Goffredo Petrassi, entre otros.

Paralelamente, Arturo Tamayo ha desarrollado una importante labor docente en instituciones como la Hochschule für Musik de Friburgo, la Universidad de las Artes de Graz, Musikene (País Vasco) y el Conservatorio della Svizzera Italiana (Lugano), además de impartir clases magistrales en diversos centros europeos.

Formado en el Real Conservatorio Superior de Música de Madrid, donde obtuvo el Premio de Honor en Composición, completó su preparación en la Hochschule für Musik de Friburgo con Wolfgang Fortner, Klaus Huber y Francis Travis, así como con Pierre Boulez en Basilea y Witold Rowicki en Viena.

Desde la temporada 2022-2023 ofrece residencias artísticas anuales (Javier Perianes, Cuarteto Casals, Martin Fröst, Antoine Tamestit y Emmanuel Pahud). En la temporada 2025-2026 cuenta con el pianista Kirill Gerstein y el violonchelista Pablo Ferrández. A partir de 2023-2024, también ha implementado el modelo de residencias de composición (Anna Clyne y Gabriela Ortiz). En la temporada 2025-2026 comenzará su residencia el compositor valenciano radicado en Suiza Francisco Coll.

Con un fuerte compromiso con todo el territorio de Castilla y León, actúa asiduamente en cada una de sus provincias, así como en las principales salas y festivales de España. En el ámbito internacional, ha realizado actuaciones en Portugal, Alemania, Suiza, Francia, Países Bajos, Noruega, India, Omán y Estados Unidos, lo que ha incluido marcos como el Concertgebouw de Ámsterdam, Carnegie Hall, Elbphilharmonie y una residencia en el Festival de Cartagena de Indias (Colombia).

En la temporada 2025-2026, la OSCyL realizará una nueva gira con su director titular por los Países Bajos, donde de nuevo regresará al Concertgebouw; visitará A Coruña como parte del intercambio orquestal con la Sinfónica de Galicia; y participará en el ciclo de Grandes Intérpretes de la Fundación Scherzo en el Auditorio Nacional de Madrid, una sala que la OSCyL visita asiduamente.

La orquesta colabora regularmente con muchos de los solistas y directores más reputados de la actualidad y ha realizado numerosos encargos de obras e interpretado estrenos y redescubrimientos, una labor que se potencia con su catálogo discográfico, que incluye publicaciones con sellos como Deutsche Grammophon, Bis, Naxos, Tritó, Verso y Signum, además de producciones propias.

Con cerca de cuatro mil abonados anuales, destaca un número superior a mil procedentes de más de una veintena de poblaciones de Castilla y León, gracias a un servicio de autobuses gratuito proporcionado por la Junta de Castilla y León, que tiene la finalidad de fomentar la accesibilidad y el alcance de su actividad al extenso territorio de la Comunidad.

La OSCyL se enorgullece especialmente del programa MiraDas, su área socioeducativa compartida con el Centro Cultural Miguel Delibes. Además, coordina de manera activa los programas Sentir la Música e In crescendo, en colaboración con la Consejería de Educación de la Junta de Castilla y León, y que se desarrollan en centros escolares con alumnos en riesgo de exclusión social y centros de educación especial. Presenta también conciertos para escolares y familias, y alberga ensayos abiertos y talleres de música para bebés y primera infancia.

Dentro de esta labor educativa destaca, asimismo, la labor desarrollada por la OSCyL Joven (con su reciente creación en la temporada 2022-2023), cuya finalidad es promover el talento de las nuevas generaciones en Castilla y León. Esta orquesta joven fomenta el espíritu social a través del voluntariado, y sus miembros tienen la oportunidad de trabajar con grandes maestros internacionales invitados y, sobre todo, con los integrantes de la plantilla fija de la OSCyL, que apuesta de este modo por fomentar el talento de las futuras generaciones desde el corazón de la orquesta.