Bertrand Chamayou joue sous la direction de chefs tels Pierre Boulez, Andris Nelsons, Leonard Slatkin, Neville Marriner, Yutaka Sado, Semyon Bychkov, Philippe Herreweghe, Emmanuel Krivine, Michel Plasson, Stéphane Denève, Fabien Gabel, Ludovic Morlot, Jérémie Rohrer, Fayçal Karoui, Tugan Sokhiev, Lawrence Foster, Evelino Pido, Louis Langrée, Christian Arming, Paul Daniel, Joshua Weilerstein aux côtés de plusieurs orchestres de renom tels que l’orchestre de Paris, le London Philharmonic Orchestra, le WDR Sinfonie Orchester de Cologne, la Deutsche Kammer Philharmonie de Brême, le SWR Sinfonie Orchester de Stuttgart, l’orchestre national de France, le Royal Scottish National Orchestra, le Danish National Symphony Orchestra.
La musique contemporaine occupe une part importante de son activité. Il a travaillé avec Henri Dutilleux et György Kurtag et a été invité dans le cadre du festival Présences à donner les concertos de Thomas Adès et de Esa-Pekka Salonen. Son activité de chambriste est tout aussi essentielle. Il se produit régulièrement avec Sol Gabetta, Renaud Capuçon, Daishin Kashimoto, Augustin Dumay, Antoine Tamestit, Gautier Capuçon, Nicolas Baldeyrou, Alexeï Ogrintchouk, David Guerrier, Paul Meyer, Emmanuel Pahud, les quatuors Ebène, Belcea, Ysaÿe pour n’en citer que quelques-uns.