Orkestrimuusikat kirjutas Bach peamiselt Köthenis ja Leipzigis, kus tema käsutuses olid väga kõrgel tasemel orkestrid. Köthenis aitas ilmaliku instrumentaalmuusika kirjutamisele kaasa ka seal valitsenud ning usulist  meelelahutust tauninud kalvinism. Peamised žanrid, kus Bach orkestriteoseid kirjutas olid kontsert ja süit. Neist esimeses jäljendas ta Vivaldi soolokontserdi vormi, kuid Bach lisas sinna talle omase polüfoonia. Seega olid tema orkestrimuusikas kõik partiid võrdsed, igal pillil oli täita justkui solistlik roll. 1721. aastal kogus Bach kokku oma kuus parimat orkestriteost ning pakkus neid müügiks Brandenburgi krahvile. Kuigi tehing jäi ära, seda suuresti kontsertide ebatavaliste koosseisude tõttu, hakati neid hiljem nimetama krahvi järgi Brandenburgi kontsertideks. Neid teoseid peetakse tihti ka concerto grossodeks. Põhjuse selleks annab tihti esinev solisti või solistigrupi ja kogu orkestri koosmängu vaheldumine, mis žanrile väga omane. Brandenburgi kontserdis nr 5 on eriti virtuoosseks solistiks klavessiin, mistõttu peetakse seda muuhulgas muusikaajaloo esimeseks klahvpillikontserdiks. Olulisel kohal Bachi orkestriloomingus on tema viiulikontserdid, neist tuntuim on "Kontsert kahele viiulile, keelpillidele ja basso continuole, d-moll, BWV 1043." Paljudest viiulikontsertidest kirjutas Bach Leipzigis ka töötlused klavessiinile ja orkestrile. Kui Bachi kontsertidel on tunda tugevaid itaalia barokkmuusika mõjutusi, siis neljas säilinud orkestrisüidis on helilooja jäljendanud prantsuse muusikat. Bachi orkestrisüite nimetatakse ka uvetüürsüitideks, sest kõik nelja puhul on teose esimeseks, pikimaks ning olulisimaks osaks prantsuse stiilis avamäng (ouverture). Ülejäänuteks osadeks on tantsud või karakterpalad. Viimase näiteks on ülemaailmse kuulsuse, ka laiemates ringkondades saavutanud "Badinerie" 2. süidist ja "Aaria" (tuntud ka kui "Air") 3. süidist.[35]