L’auditorium sera principalement consacré à la musique symphonique, pour laquelle l’excellence acoustique est recherchée en premier lieu. Toutefois, il accueillera d’autres répertoires musicaux faisant appel à la sonorisation et, plus largement, toutes les musiques qu’une grande salle à l’acoustique plus réverbérée que celles dédiées à la musique amplifiée peut accueillir. Sur le plan acoustique, la salle de concert se démarquera des modèles strictement frontaux, en forme « boîte à chaussure », et privilégiera un enveloppement de la scène par le public, sur le modèle de la Philharmonie de Berlin, afin de renforcer le sentiment d’intimité entre les interprètes et leur auditoire.
Avec cette structure enveloppante, la distance entre le chef d’orchestre et l’auditeur le plus éloigné ne sera pas supérieure à 38 mètres. Pour assurer de bonnes performances acoustiques, le volume total de la salle ne dépassera pas les 30 000 m3. Il permettra le développement d’un champ sonore tardif et une réverbération appropriée pour les concerts symphoniques. La programmation de la Philharmonie de Paris ne se limitant pas à des formations classiques, il est prévu d'équiper la salle pour une modularité à la fois de la scénographie, acoustique et technique.
Deux grandes salles de répétition s’ajouteront à la grande salle de concert, et six autres destinées aux répétitions de formations plus restreintes ou de pupitres. Des petits studios de travail complètent ce dispositif. Ils permettent des répétitions de solistes et de chambristes (deux à quatre musiciens). Enfin, d’autres sont dédiées à l’accueil d’interprètes ou de compositeurs en résidence.