L'Opéra national du Capitole possède un chœur depuis sa fondation, au milieu du XVIIIe siècle. Le chœur est aujourd'hui formé de 45 artistes permanents, auxquels se joignent des choristes supplémentaires selon les besoins des productions.
De septembre 2009 à juin 2022, le Chœur de l'Opéra national du Capitole est placé sous la direction d'Alfonso Caiani, après avoir été dirigé par Pierre Iodice de 1991 à 2003 et par Patrick Marie Aubert de 2003 à 2009. Depuis septembre 2022, le Chœur du Capitole est placé sous la direction de Gabriel Bourgoin.
Le Chœur assure la saison lyrique de l'Opéra national du Capitole et se produit également lors de concerts dans les saisons de l'Opéra national du Capitole et de l'Orchestre national du Capitole. Au cours des dernières saisons, il explore un vaste répertoire sous la direction de son chef Alfonso Caiani : il interprète notamment des pièces chorales sacrées de Bruckner et Verdi, les Grands Motets de Rameau et Mondonville (avec l'orchestre baroque Les Passions), la cantate Saint-Nicolas de Britten (avec l'Orchestre de chambre de Toulouse), le Gloria de Vivaldi, des Christmas Carols (avec l'Orchestre du Capitole) ainsi que des pièces de Barber et Bernstein.
En 2014/2015, on a pu l'écouter dans Le Messie de Haendel, la Messa di Gloria de Puccini et les grands chœurs d'opéras italiens, puis, en 2015/2016, dans Les Vêpres solennelles du confesseur de Mozart, Le Roi David de Honegger ou encore Carmina Burana de Carl Orff.
Le Chœur de l'Opéra national du Capitole s'est produit à Paris (direction : Tugan Sokhiev) dans Les Fiançailles au couvent de Prokofiev lors de la reprise de cette production à l'Opéra Comique (2011), ainsi que dans Eugène Onéguine de Tchaïkovski (2010) et Samson et Dalila de Saint-Saëns (2011) donnés en version de concert à la Salle Pleyel. On peut aussi l'entendre régulièrement à la Halle aux grains de Toulouse, comme par exemple dans un programme Stravinski (Noces et Symphonie de psaumes, 2012) et dans un programme consacré aux opéras de Verdi aux côtés de Ferruccio Furlanetto (2015). Toujours avec l'Orchestre du Capitole, il a interprété en 2015 Jeanne d'Arc au bûcher de Honegger, aux côtés de Marion Cotillard, sous la direction de Kazuki Yamada.
Invité privilégié des Chorégies d'Orange, le Chœur de l'Opéra national du Capitole participe à de nombreuses productions : Faust de Gounod (1990 et 2008), Aïda (1991, 2001 et 2006), La Traviata (1993 et 1999), La Force du destin (1996), Carmen (1998), Les Contes d'Hoffmann (2000), Roméo et Juliette (2002), Otello (2003), Nabucco (2004), Cavalleria Rusticana et Paillasse (2009), Tosca (2010) et Le Vaisseau fantôme (2013).