Als das älteste Opernstudio im deutschsprachigen Raum wurde das internationale Opernstudio der Oper Köln schon im Jahr 1961 gegründet. Seitdem hat es sich zu einer der wichtigsten Institutionen für junge Solist*innen entwickelt. Bis zu acht hochtalentierte Nachwuchssänger*innen erhalten hier die Möglichkeit, unter professionellen Bedingungen neben erfahrenen Bühnenprofis der Oper Köln sowohl in der Kinderoper als auch in den großen Produktionen solistisch aufzutreten. In Zusammenarbeit mit der Musikhochschule Köln werden sie intensiv szenisch und musikalisch betreut und in den Opernbetrieb integriert. Die Leitung des Opernstudios sowie die musikalische Leitung der Kinderoper hat seit der Saison 2012.13 der Dirigent und Pianist Rainer Mühlbach inne.
Neben dem normalen Arbeitsalltag einer Opernsängerin oder eines Opernsängers, bestehend u. a. aus szenischen und musikalischen Proben, Kostüm- und Maskenanproben, Bühnenorchester-, Haupt- und Generalproben, erhalten die Mitglieder des Opernstudios zusätzlich Deutschunterricht, Bewegungstraining und Korrepetition. Regelmäßig werden auch Meisterklassen mit bedeutenden Solist*innen und Gesangspädagog*innen organisiert. Die Opernstudiomitglieder übernehmen regelmäßig Hauptrollen in der Kinderoper und Nebenrollen im Repertoirebetrieb des Großen Hauses. Für die Dauer von mindestens einem Jahr, höchstens zwei Jahren, sind die Mitglieder des Opernstudios vollständig in den Betrieb der Oper Köln eingebunden und lernen die Abläufe an einem großen Opernhaus in- und auswendig kennen.
Ermöglicht wird die Arbeit des Opernstudios Köln durch den Verein Freunde der Kölner Oper e.V., der sechs der Sänger*innen mit Stipendien unterstützt.