1980 bis 1986 folgte die Chefstelle beim Royal Philharmonic Orchestra London, anschließend bis 1991 war er Chefgastdirigent des Orquesta Nacional de España. Von 1992 bis 1997 war er musikalischer Leiter des Royal Scottish National Orchestra, ab 1994 Musikdirektor der Allgemeinen Musikgesellschaft in Basel, Operndirektor des Theaters Basel und Chefdirigent des Basler Sinfonie-Orchesters. Die Stuttgarter Philharmoniker verliehen 2003 Walter Weller den Titel „Ehrendirigent“. Von November 2007 bis Juni 2012 wirkte er als Musikalischer Direktor und Chefdirigent des Belgischen Nationalorchesters (ONB), das ihn zum Musikalischen Ehrendirektor ernannte..