La construction de l'orgue de la cathédrale de Blois est liée à la création du diocèse de Blois en 1697. L'église choisie pour être la nouvelle cathédrale – qui s'appelle encore Saint-Solenne – ne possédait pas d'orgue. Monseigneur de Berthier, premier évêque de Blois, fit alors appel à Nicolas Lebègue, organiste-expert du roi, qui lui soumit le projet d'un orgue conçu par Robert et Jean Clicquot avec un buffet dessiné par l'architecte Robert de Cotte. Cet instrument fut probablement inauguré en 1701. Vers 1760, et jusqu'au début du XIXe siècle, Jean-Baptiste Isnard prit en charge l'entretien de l'instrument. Il y fit trois ajouts : un dessus de flûte au grand orgue, un cromorne d'écho et un clairon à la pédale.

A la fin du dix-neuvième siècle, l'état de l'orgue était devenu préoccupant. En outre, il n'était plus adapté à la musique de l'époque. Sous l'impulsion de l'évêque de Blois, Monseigneur Laborde, d'importants travaux sont entrepris et confiés à la Société Joseph Merklin. Le 12 juin 1882, c'est un nouvel instrument – seul le buffet est conservé – qui sonne sous les doigts d'Alexandre Guilmant lors de la réception des travaux. Il s'agit d'un instrument purement romantique, « d'une grande puissance dans le forte général, en même temps d'une grande délicatesse et d'une variété considérable dans les divers jeux de chaque clavier » selon les termes de l'organiste parisien.

L'orgue connaîtra deux interventions majeures au XX^e siècle. La première, suite à l'effondrement partiel en 1955 de la verrière située derrière l'orgue, fut assurée par la maison Gutschenritter qui profita de la remise en état de l'instrument pour modifier quelque peu sa composition dans le style néoclassique.
La seconde eut lieu en 1999-2000. Une profonde restauration fut confiée aux facteurs d'orgues Michel Jurine et Bernard Hurvy. En quatorze mois, toute la mécanique, l'alimentation en vent, la console, le buffet, la tuyauterie et la voûte au-dessus de la tribune furent restaurés. Certains jeux disparus furent restitués, les ajouts postérieurs à 1882 afin de retrouver l'esthétique sonore imaginée par Joseph Merklin.
L'actuel titulaire est Vincent Grappy qui a succédé en 1999 à Raymond Guillot.
​

​III : Récit expressif
     (56 notes)

Cor de nuit 8'
Flûte harmonique 8'
Gambe 8'
Voix celeste 8'
Flûte octaviante 4
Flageolet 2'
Trompette 8
Basson-hautbois 8'
Voix humaine 8'

​II : Positif
    (56 notes)

Bourdon 8'
Dulciana 8'
Flûte harmonique 4'
Nazard 2'2/3
Founiture IV/V rgs
Trompette 8'
Clarinette 8'

​I : Grand-orgue
    (56 notes)

Bourdon 16'
Montre 8'
Flûte harmonique 8'
Salicional 8'
Gambe 8'
Prestant 4'
Doublette 2'
Cornet V
Bombarde 16'
Trompette 8'
Clairon 4'

​    Pédale
    (30 notes)

Contrebasse 16'
Soubasse 16'
Octave-basse 8'
Bourdon 8'
Bombarde 16'
Trompette 8'
Clairon 4'
​

Appel Barker, II/I, III/I, III-16'/I
Tirasses I, II, III
Appels anches :
Général, Pédale, I, II, III
Orage, trémolo
​

Quelques extraits d'un disque enregistré par Vincent Grappy sur l'orgue de la cathédrale de Blois :

Haut de page​