Создан в 1977 году, является структурным подразделением «Петербург-концерта». Основателем и бессменным художественным руководителем коллектива (до 2024 года) был Николай Корнев. В 1979 году хор успешно выступил на известном фестивале «Ленинградская музыкальная весна», и с этого времени началась его интенсивная творческая жизнь. С 2025 года хором руководит Глеб Скворцов.
Петербургский камерный хор — лауреат международных конкурсов в Венгрии, Германии, Италии и других европейских странах, единственный в России хоровой коллектив, который был удостоен диплома «Грэмми» за запись «Всенощного бдения» С. Рахманинова на студии «Philips Classics» (1995). Участник множества фестивалей, среди которых «Звёзды белых ночей», «Площадь Искусств», Московский Пасхальный фестиваль. Организатор I и II Международных хоровых фестивалей в Санкт-Петербурге (1991, 1993). Во время гастролей по Италии хор выступил в Ватикане и был принят папой римским Иоанном Павлом II.
Коллектив внёс неоценимый вклад в возрождение традиций исполнения духовной музыки на отечественной концертной сцене. Помимо программ а capella, репертуар хора включает целый ряд кантатно-ораториальных и оперных сочинений. Участвовал в записи музыки к более чем 20 спектаклям и кинофильмам, среди которых «Голова профессора Доуэля», «Праздник Нептуна», «Фонтан», «Жизнь Клима Самгина», «Как стать звездой», «Спаси и сохрани», «Анна Каренина» и другие.
В разные годы хор выступал под руководством таких крупных дирижёров, как Юрий Темирканов, Валерий Гергиев, Николай Алексеев, Владимир Ашкенази, Семён Бычков, Михаил Плетнёв, Геннадий Рождественский, Владимир Федосеев, Владимир Спиваков, Юрий Башмет, сэр Георг Шолти и другие. Сотрудничал с Ириной Архиповой, Ириной Богачёвой, Евгением Кисиным, Сергеем Лейферкусом, Дмитрием Хворостовским, Алексеем Петренко, Игорем Костолевским.
С 2001 года Петербургский камерный хор вместе с Санкт-Петербургским государственным академическим симфоническим оркестром возродил традицию общедоступных концертов, которые проводились до 1917 года капеллой графа Шереметева.
С 2014 года коллектив реализует уникальный аудиопроект Н.Н. Корнева «Антология русской хоровой музыки», цель которого — возрождение культурного наследия России и создание полной библиотеки хоровых сочинений русских композиторов XVII–XXI веков. На сегодняшний день в рамках проекта уже записано и подготовлено к изданию около 2500 произведений более 50 композиторов. Проект осуществляется при поддержке Комитета по культуре Санкт-Петербурга и при участии Санкт-Петербургского регионального фонда развития исполнительских искусств. С 2023 года по приглашению Валерия Гергиева «Антология» записывается не только в Петербургской студии грамзаписи, но и в уникальном по акустике Концертном зале Мариинского театра во время выступлений коллектива с артистами и солистами Мариинского театра, «Петербург-концерта», драматических театров.