In Hannover geboren, studierte Ingo Metzmacher in seiner Heimatstadt Klavier, Musiktheorie und Dirigieren und setzte seine Studien in Salzburg und Köln fort. Seine erste künstlerische Heimat fand er in Frankfurt, wo er das Ensemble Modern leitete und an der Oper Frankfurt unter der Leitung von Michael Gielen arbeitete. Seine internationale Karriere begann 1988 am Brüsseler Opernhaus La Monnaie, als Gerard Mortier ihn für die Neuproduktion von Schrekers Der ferne Klang einspringen ließ.
Von 1997 bis 2005 war er Generalmusikdirektor der Staatsoper Hamburg, wo er eine Reihe international anerkannter Produktionen leitete, viele davon in Zusammenarbeit mit dem Regisseur Peter Konwitschny. Anschließend wurde er zum Chefdirigenten der Niederländischen Nationaloper in Amsterdam ernannt. Höhepunkte seiner Amtszeit sind unter anderem Aufführungen der drei Mozart-Da-Ponte-Opern, Henzes Die Bassariden, Korngolds Die Tote Stadt, Schrekers Die Gezeichneten und Messiaens Saint François d'Assise.
Von 2007 bis 2010 war Metzmacher Chefdirigent und künstlerischer Leiter des Deutschen Symphonie-Orchesters Berlin, wo seine innovativen thematischen Konzertzyklen - darunter Von deutscher Seele, Aufbruch 1909, und Versuchung, sowie eine neue Konzertreihe mit dem Titel Casual Concerts, das Musikleben der Stadt nachhaltig prägten. Mehrere Tourneen führten ihn und das Orchester durch Europa und Asien.
Ingo Metzmacher ist regelmäßiger Gast an den großen internationalen Opernhäusern und Festivals, darunter die Wiener Staatsoper, die Pariser Opéra, die Mailänder Scala, das Teatro Real in Madrid, das Opernhaus Zürich, die Salzburger Festspiele und das Festival d'Aix-en-Provence. Zu den Höhepunkten der letzten Spielzeiten zählen die Neuproduktionen von Rihms Die Eroberung von Mexiko, Enescus Œdipe, Nonos Intolleranza 1960 und Verdis Falstaff in Salzburg, Strauss' Salome in Aix-en-Provence, Enescus Œdipe und Schostakowitschs Lady Macbeth von Mzensk in Paris, Braunfels' Die Vögel an der Bayerischen Staatsoper und zuletzt Magnards Guercœur an der Opéra national du Rhin.
Des Weiteren stand er am Pult so bedeutender Orchester wie der Berliner Philharmoniker, der Wiener Philharmoniker, dem Royal Concertgebouw Orchestra, dem Cleveland Orchestra, dem Chicago Symphony Orchestra, dem Symphonieorchester des Bayerischen Rundfunks, der Tschechischen Philharmonie, dem Russischen Nationalorchester, der Sankt Petersburger Philharmoniker, dem Orchestre de Paris, dem Orchestre Philharmonique de Radio France, dem BBC Symphony Orchestra, dem Oslo Philharmonic, dem Swedish Radio Symphony Orchestra und dem Helsinki Philharmonic.
In der Saison 2024/25 leitet er zum fünften Mal eine Tournee des Gustav Mahler Jugendorchesters und wird mit dem Gewandhausorchester, dem RTVE Symphony Orchestra, den Wiener Symphonikern, dem SWR Symphonieorchester, dem NDR Elbphilharmonie Orchester und dem Armenian National Philharmonic Orchestra auftreten. Zudem dirigiert er die Uraufführungen von Francesco Filideis Il nome della rosa am Teatro alla Scala und Georg Friedrich Haas' ...heraus in Luft und Licht... mit dem Klangforum Wien sowie Konzerte mit der Tschechischen Philharmonie und dem Jugendorchester der Tschechischen Philharmonie im Rahmen des Festivals Dvořáks Prag. Im Mai und Juni 2025 präsentiert er die zehnten und letzten KunstFestSpiele Herrenhausen unter seiner künstlerischen Leitung.
Metzmachers umfangreiche Diskographie umfasst unter anderem Veröffentlichungen seiner legendären Hamburger Silvesterkonzerte von 1999 bis 2004 unter dem Titel Who is afraid of 20th Century Music?, die Gesamteinspielung der Sinfonien von Hartmann mit den Bamberger Symphonikern, die Uraufführung von Henzes Neunter Sinfonie mit den Berliner Philharmonikern, Messiaens Eclairs sur l'Au-delà… mit den Wiener Philharmonikern, Pfitzners Von deutscher Seele und Humperdincks Königskinder mit dem Deutschen Symphonie-Orchester Berlin sowie Livemitschnitte von Schostakowitschs Lady Macbeth von Mzensk aus der Wiener Staatsoper und Nonos Prometeo bei den Salzburger Festspielen. Zuletzt erschienen Aufnahmen mit dem Ensemble Modern: Mark Andres Zyklus riss sowie Beschenkt – 40 Miniaturen zum 40. Jubiläum des Ensembles.
In seinem Buch Vorhang auf! Oper entdecken und erleben stellt Metzmacher Opern aus vier Jahrhunderten vor und erklärt die Entstehung einer Musiktheaterproduktion. Er ist auch Autor des 2005 veröffentlichten Buches Keine Angst vor neuen Tönen, einem leidenschaftlichen Plädoyer für wegweisende Komponisten wie Luigi Nono, Charles Ives, Olivier Messiaen, Arnold Schönberg, Edgard Varèse, Karlheinz Stockhausen und John Cage.
Als Pianist trat er zusammen mit Christine Schäfer, Christian Gerhaher, Matthias Goerne und Georg Nigl am Aspen Music Festival, in der Wigmore Hall in London, bei der Schubertiade Schwarzenberg, den Salzburger Festspielen und bei den KunstFestSpielen Herrenhausen auf.