《黄河大合唱》创作完成后，在冼星海的帮助和辅导下，经过十余天的排练，于1939年4月13日首演，由抗敌演剧队第三队演唱，邬析零指挥。紧接着，从4月25日起，冼星海又连续十次亲自指挥鲁艺的学员排练《黄河大合唱》，合唱队员从开始的60多人，陆续增加到100多人。1939年5月11日，在庆祝鲁迅艺术学院一周年纪念音乐晚会上，冼星海指挥100余人的鲁艺合唱团，成功地演出了《黄河大合唱》。演出结束后，毛泽东等领导人都站起来热烈鼓掌，感动地连声说好。以后，延安凡遇到重大的晚会，《黄河大合唱》都是主要节目。1939年7月8日，周恩来听了《黄河大合唱》后也给予高度评价，并赞誉冼星海为抗战发出怒吼，为大众谱出呼声。
《黄河大合唱》以其高度完美统一的艺术性和思想性，不仅受到延安军民广泛的赞扬和欢迎，并迅速传播到包括国统区在内的各个战区，进而蜚声海外。1940年，刘良模把《黄河大合唱》的乐谱带到了美国，1943年普林斯顿大学合唱团用英文首次在美国演唱。从此，《黄河大合唱》逐渐在美国、加拿大、缅甸、印度、新加坡、马来西亚等地广泛演唱，成为我国最早在国际上产生较大影响的音乐作品。
1941年春天，冼星海在莫斯科对《黄河大合唱》的简谱版进行修订，定名为交响大合唱《黄河》。这次修订，在原来八个乐章的基础上，加写了整部大合唱的序曲，加写了说白和各乐章之间的音乐，重新编配了以交响乐队伴奏的合唱总谱。由于冼星海当时远离祖国，生活动荡，总谱完成后没有机会试奏和修改，还有不尽完善之处。1955年，在莫斯科柴科夫斯基音乐厅举行的冼星海逝世10周年音乐会上，《黄河大合唱》第一次被搬上了苏联舞台，由全苏广播交响乐团演出，用俄语演唱。1956年，我国著名指挥家李德伦在莫斯科柴科夫斯基音乐厅，指挥俄罗斯合唱团和莫斯科爱乐交响乐团，用俄语演出了《黄河大合唱》。