Les frères, DJ et producteurs Phil Hartnoll et Paul Hartnoll viennent de Sevenoaks (Kent), à l'est de Londres. c'est là qu'ils composent leur premier titre intitulé « Chimes » qu'ils enregistrent sur le magnétophone à cassettes familial. Orbital attire l'attention en 1991 avec Orbital qui regroupe les titres de jeunesse du duo. En 1992, Orbital sort Radiccio EP qui contient le titre « Halcyon » qui devient leur titre fétiche. Le nom du morceau fait référence à l'addiction de leur mère au Triazolam, célèbre antidépresseur commercialisé sous la marque Halcyon.
Bien plus élaboré que Orbital, Orbital 2 en 1993 est un album majeur de la techno anglaise, à la fois dansant et expérimental dans sa manière d'aborder les possibilités des sons électroniques et de la musique sur ordinateur. Orbital est surnommé le green album et Orbital 2 le brown album, en référence à leurs couleurs de pochettes respectives. La prestation des deux frangins au Festival de Glastonburry en 1994 leur vaut bien des louanges, le New Musical Express les consacrant meilleure performance live de l'année.
Snivilisation sort en août 1994 et voit apparaître aux côtés d'Orbital, une petite nouvelle fort prometteuse en la personne d'Alison Goldfrapp. Snivilisation est un réel succès commercial qui se classe numéro quatre des ventes anglaises. L'album suivant, In Sides en 1996 est également très performant avec en son sein l'un des grands tubes d'Orbital « The Box ». Orbital largement arrivé à son sommet est sollicité pour différents projet et intervient sur la bande originale du film The Saint dont il compose le thème principal qui se classe n°3 en Angleterre en 1997. Le groupe est aussi l'auteur de la musique du film Event Horizon aux côtés de Michael Kamen.
En 1999 c'est au tour de Middle of Nowhere de voir le jour, et de connaitre à son tour l'ivresse des sommets des classements (n° 4). Le simple « Beached » en 2000 est issu de la bande originale du film The Beach et voit Orbital collaborer avec Angelo Badalamenti et sampler les dialogues de Leonardo DiCaprio. The Altogether en 2001 montre un net essoufflement d'Orbital qui semble usé artistiquement. Le groupe sort d'ailleurs en 2002 une compilation en forme de bilan avec Works 1989-2002, signe de son besoin de lever le pied. C'est chose faite en 2004 lorsque Orbital annonce sa séparation après une ultime série de concerts. Malgré la présence de Lisa Gerrard et Sparks, l'ultime Blue Album donne raison aux frères Hartnoll d'arrêter les frais.
Orbital revient en 2009 pour une série de concerts à l'occasion de ses vingt ans d'existence. Il en profite pour livrer la compilation Orbital 20 composée de vingt titres qui symbolisent son histoire et de nouveaux remixes. Le simple « Don't Stop Me/The Gun Is Good » sort en 2010 mais ne relance pas l'enthousiasme pour les désormais vétérans d'Orbital. L'intérêt pour ce duo historique de la techno est à nouveau stimulé par la sortie de l'album studio Wonky en avril 2012. Le duo en plein renouvellement fait appel à la chanteuse Zola Jesus sur le simple « New France » et MC Lady Leshurr sur le morceau-titre. Une mini tournée anglaise et le mix In the Lab pour le magazine Mixmag accompagnent cette huitième parution originale. Le groupe compose également une nouvelle musique de film pour The Pusher (2012), puis se sépare une seconde fois deux ans plus tard.
La brouille apaisée de la fratrie permet à Orbital de renaître en 2017 avec les simples inédits « Kinetic 2017 » et « Copenhagen », préparant la sortie d'un neuvième album intitulé Monsters Exist (2018).
