La musique de chambre a tenu une place essentielle dans la carrière d’Istomin pendant plus de trente ans. Après 1980, dernière année d’activité du Trio qu’il avait fondé avec Isaac Stern et Leonard Rose, il ne la pratiqua plus que très épisodiquement.

Son répertoire comprend une soixantaine d’œuvres et, contrairement au piano solo ou à la musique concertante, il est presque entièrement consacré à Beethoven et à Brahms.

Istomin a joué l’intégralité de la musique de chambre avec piano de Beethoven (à l’exception des trois quatuors de jeunesse pour piano et cordes et de la musique pour flûte), soit trente-et-une œuvres. En 1970, l’année du bicentenaire de Beethoven, il donna le cycle complet avec Stern et Rose, en quatre séries de huit concerts. Istomin interpréta également la quasi totalité de la musique de chambre de Brahms en de multiples circonstances. Les seules œuvres qu’il  n’interpréta pas en public sont le Quatuor opus 60 et le Trio avec cor opus 40.

Par ailleurs, on trouve bien sûr les grands trios de Schubert et de Mendelssohn, ainsi qu’un unique trio de Mozart (K. 502). Mais il n’y a pas de musique russe (seulement l’andante de la Sonate pour violoncelle de Rachmaninov !) et pratiquement pas de musique française (à part le Trio de Ravel).

Ce qui est frappant aussi, c’est le nombre relativement restreint de musiciens avec lesquels Istomin accepta de faire de la musique de chambre, si l’on excepte bien sûr Casals (avec lequel il joua en privé tout le répertoire pour violoncelle – sonates et concertos) et ses complices du Trio, Isaac Stern et Leonard Rose. Voici la liste de ses partenaires, classés par instrument et dans l’ordre chronologique des participations. Les collaborations ponctuelles sont inscrites en italiques, les collaborations régulières en caractères normaux.

Violonistes : Alexander Schneider, Joseph Fuchs, Szymon Goldberg, Yehudi Menuhin, Henryk Szeryng, Irina Botchkova, Jaime Laredo, Leonidas Kavakos, Pinchas Zukerman.

Altistes : Milton Katims, Milton Thomas, Michael Tree, Bruno Giuranna, Youri Bashmet, Choong- Jin Chang.

Violoncellistes : Mischa Schneider, Frank Miller, Paul Tortelier, Sharon Robinson, Mstislav Rostropovitch.

Quatuors : Kroll, Budapest, Guarneri.

Clarinettistes : David Oppenheim, Robert Marcellus.

Chanteurs : Jenny Tourel, Maureen Forrester, David Lloyd, Eileen Farrell, Adele Addison, Donald Gramm.

Voici la liste, aussi complète et précise que possible, des œuvres de musique de chambre (y compris les lieder) qu’Istomin interpréta au cours de sa carrière, avec la mention des enregistrements éventuels.