Après le CNSM de Paris, François-Xavier Roth remporte en 2000 le premier prix ex-aequo au concours international de direction d'orchestre Donatella Flick à Londres, puis devient chef-assistant du London Symphony Orchestra. Il dirige différents orchestres internationaux. Dans le domaine lyrique, il a travaillé comme assistant auprès de Sir John Eliot Gardiner. Il est chargé de la classe d'initiation à la Direction d'Orchestre au CNSM de Paris.
Créé par François-Xavier Roth en 2003, Les Siècles, orchestre de chambre d'un genre nouveau, réunit des musiciens capables d'utiliser aussi bien les instruments anciens que modernes. Cet ensemble unique au monde met en perspective de façon pertinente et inattendue plusieurs siècles de création musicale.