Francesco D'Orazio si è esibito in concerti in tutta Europa, America, Australia, Cina e Giappone e ha registrato per Decca, Hyperion, Bis, Kairos, Stradivarius, Neos e Amadeus. Si è esibito al Teatro alla Scala di Milano, Berliner Philarmonie, Accademia Nazionale di Santa Cecilia di Roma, Royal Albert Hall di Londra, Teatro Colon di Buenos Aires e ai Festival Cervantino, Istanbul, MiTo, Montpellier, Potsdam, Ravello, Salisburgo, Strasburgo, Tanglewood, Biennale di Venezia.
Francesco ha eseguito in prima esecuzione assoluta concerti per violino e orchestra di compositori come Terry Riley, Brett Dean, Michael Nyman, Ivan Fedele, Fabian Panisello, Vito Palumbo, Fabio Vacchi e altri. Ha collaborato per molti anni con Luciano Berio, eseguendo in prima esecuzione assoluta il suo "Divertimento" per trio d'archi e Corale e Sequenza VIII in oltre 300 concerti. Ha inoltre eseguito in prima esecuzione assoluta opere solistiche di Toshio Hosokawa (Extasis), Alessandro Solbiati, Luis De Pablo e molti altri.
Ha suonato con la London Symphony, la Filarmonica del Teatro alla Scala, la BBC Symphony Orchestra, l'Orchestra Nazionale di Santa Cecilia, l'Orchestre National d'Il de France, la Filarmonica di Shangai, i Berliner Symphoniker, l'Orchestra Sinfonica Nazionale della RAI, la Filarmonica di Nagoya, la Saarlandischer Rundfunk, sotto la direzione di Lorin Maazel, Hubert Soudant, Pascal Rophé, Luciano Berio, Ingo Metzmacher, Sakari Oramo.
Nel 2010 l’Associazione Nazionale Critici Musicali Italiani ha conferito a Francesco il Premio Abbiati come “Miglior Solista” dell’anno.