L'organo originale, a 18 registri, fu costruito da Nicodemo Agati e da Filippo Tronci in Pistoia. Si trovava, come oggi il nuovo, immediatamente sopra la porta della facciata.
La guerra, fra le tante iatture recate alla chiesa, aveva fatto sparire tutte le canne dello storico organo. Avviate le pratiche per i danni di guerra, il Genio Civile stanziò la somma sufficiente per ricostruire l'organo con lo stesso numero di registri che aveva in origine. Steso un eccellente progetto da un esperto e affidata l'esecuzione alla ditta dei Fratelli Ruffatti di Padova, nel 1964 veniva inaugurato con un concerto del benedettino P. Nocilli, titolare del conservatorio di Parma.

Le caratteristiche costruttive dell'organo sono le seguenti.

Otto registri al Grand’Organo, otto all'Espressivo e quattro al Pedale, di cui due ricavati per prolungamento. In totale i registri sono perciò venti, di cui due prolungati. Ciò corrisponde al progetto originale N° 79/64 del 14/12/1964 della ditta Ruffatti (che inizialmente prevedeva sedici registri, ma di cui esiste una successiva richiesta di ampliamento a venti). Le canne sono millequattrocentosei. La trasmissione era elettrica, realizzata con il sistema tradizionalmente usato dalla ditta in quel tempo, con relè telefonici e contatti in argento sino al restauro 2011, quando la trasmissione consolle-somieri venne sostituita con un sistema elettronico. I somieri sono del tipo elettro-pneumatico, a canale per registro. Le canne di metallo sono per lo più in lega stagno piombo, con le maggiori in zinco, come in uso all'epoca. Quelle in legno sono in mogano.

In relazione ai lavori di restauro dell'organo, è possibile ricordarne le fasi raggiungendo questo sito web...

Nel video è possibile godersi un assaggio del concerto di inaugurazione tenutosi in chiesa il 11 dicembre 2011.

All'organo il maestro Gabriele Micheli, soprano Marta Lotti e mezzosoprano Laura Brioli.

La consolle è posizionata all'altezza della Cappella della Sacra Famiglia nei pressi dell'altare alla sinistra di chi entra. Il corpo fonico (costituito da oltre 1400 canne) è collocato all'ingresso della chiesa, proprio sopra il portale. Questa disposizione rende molto difficile suonare lo strumento. Il suono delle canne, infatti, giunge con notevole ritardo all'orecchio dell'organista. Durante l'animazione liturgica, inoltre, il coro viene collocato nella suddetta cappella, sostanzialmente "nascosto" ai fedeli, proprio dalla consolle. Per gli stessi motivi il coro stesso percepisce il livello sonoro dell'organo come molto basso. In sostanza le emissioni vocali vengono ostacolate dal corpo della stessa e giungono attenuate all'orecchio dell'ascoltatore e i coristi non sentono bene il suono dell'organo. L'organista, dal canto suo, oltre al ritardo del suono prodotto dalle canne, subisce un mascheramento dello stesso a causa della vicinanza sonora (e fisica) del coro. Azione utili a migliorare la resa sarebbe quella di spostare la consolle verso la sinistra dell'altare e il coro alla destra. In questo modo organista e coro udirebbero il suono dell'organo a pari livello e le voci non sarebbero più mascherate da ostacoli di sorta.

Da uno scritto di Padre Bonfilio (5/01/13 - 21/03/96) il racconto della ricostruzione dell'organo dopo la seconda guerra mondiale.

"Al fine di definire la pratica relativa all'organo in oggetto. si prega la S.V. di prendere contatti con funzionari di questo ufficio - Sezione I.
Padre Bonfilio, che legge per conoscenza, è pregato di accompagnare il Parroco titolare della chiesa stessa.
Così scriveva il Genio Civile in data 18 novembre 1965. Ma le pratiche erano cominciate molto tempo prima e cioè fin dai primi mesi del ritorno di P. Bonfilio in Livorno (ottobre 1963).
Per prima cosa si doveva fare una stima del vecchio organo. Una targhetta metallica ci ha facilitato il compito di rintracciare la ditta costruttrice: "Ditta Nicodemo Agati e Filippi Tronci di Pistoia". da questa ditta, che ormai non costruisce più organi, si è potuto rifarne la perizia: organo di 18 registri. Valore attuale Lit. 9.500.000 (oltre 90.000,00 euro attualizzate al 2011).
Furono interpellate varie ditte (Ruffatti, Tamburini, Mascioni), si è preferito il preventivo della ditta Ruffatti di Padova, anche perché il prezzo era relativamente più modesto, rientrando nella cifra del danno di guerra.
Dopo l'approvazione della Commissione di Arte Sacra, che richieder non 18, ma 20 registri, e dopo aver superato le varie difficoltà della burocrazia, si dà finalmente il via alla costruzione dell'Organo, avendo come consulente tecnico e consigliere il carissimo Don Aldo Biagioni, organista del duomo.
Il 28 novembre 1967, per incarico del Provveditorato alle OO.PP. per la Toscana, il M° Alessandro Esposito di Firenze esegue il collaudo dell'organo con l'intervento dell'Ing. Razzauti, collaudatore per la parte tecnica, del Geom. Panicucci, incaricato dal Genio Civile, del Sig. Giuseppe Ruffatti, costruttore dell'organo, e del nostro consulente Don Aldo Biagioni."