W 1901 analogiczny sukces przyniosło mu na konkursie hrabiego Maurycego Zamoyskiego w Warszawie Trio f-moll na skrzypce, wiolonczelę i fortepian. W sezonie 1904/1905 zadebiutował w Filharmonii Warszawskiej jako dyrygent.
Dalsza działalność artystyczna Fitelberga rozwijała się pod znakiem znajomości (od 1901), a następnie przyjaźni i współpracy z Karolem Szymanowskim. W 1905 współorganizował z nim i prowadził Spółkę Nakładową Młodych Kompozytorów Polskich. W 1906 dyrygował pierwszymi koncertami Młodej Polski, w Warszawie (6 lutego) i Berlinie (30 marca), na których – obok utworów Szymanowskiego, Karłowicza, Różyckiego i Szeluty – wykonał własny poemat symfoniczny Pieśń o sokole. W sezonie 1906/1907 wystąpił kilkakrotnie w filharmonii w Berlinie, dyrygując poematami symfonicznymi Richarda Straussa, a w następnym sezonie prowadził polskie prawykonanie Salome tego kompozytora w Teatrze Wielkim w Warszawie. W latach 1908–1911 stał na czele Filharmonii Warszawskiej, występując zarazem gościnnie w Berlinie, Lipsku, Dreźnie i Wiedniu. Latem 1910 prowadził orkiestrę w Majorenhofie k. Rygi, gdzie 12 września wykonał próbnie część 1 nieukończonej jeszcze II Symfonii Szymanowskiego; w całości utwór ten (jemu dedykowany) przedstawił 7 kwietnia 1911 w Filharmonii Warszawskiej.