Avant la révolution, l'église Saint-Saturnin ne possédait pas d'orgue. En 1791, le directoire du département de Loir-et-Cher propose de lui attribuer celui de l'abbaye de Bourg-Moyen (Située en contrebas du château et aujourd'hui détruite), dont la fermeture venait d'être prononcée. Le démontage et le transfert de l'instrument eurent bien lieu et il est probable que ses éléments furent stockés dans le faubourg de Vienne, dans la maison des soeurs de Charité. On ne sait rien de sûr de ce qu'il advint des tuyaux et boiseries. L'église Saint-Saturnin fut à son tour fermée à la fin de 1793 et transformée en magasin à fourrage pour l'armée.

Au milieu du 19ème siècle, suite à un leg de 5000 francs de Henri-Joseph Bertheau, ancien adjoint au maire de Blois, l'abbé Arcanger-Drouault, curé de l'église Saint-Saturnin, prend en main un projet d'acquisition et s'engage à faire construire une tribune à ses frais et à compléter si nécessaire les 5000 francs légués par M. Bertheau pour la construction de l'orgue.

La commande est passée au facteur tourangeau Louis Bonn. Celui-ci réalise un orgue de 17 jeux, qui a la particularité assez exceptionnelle d'offrir une étendue de 61 touches au clavier de grand-orgue, des pédales de combinaisons ainsi qu'un récit expressif.
La réception, qui a lieu le 27 octobre 1849, est un franc succès. Lors de l'inauguration, qui a lieu le 25 novembre suivant, c'est le jeune prodige Martial Berry, alors âgé de 9 ans, qui tient les claviers du magnifique instrument. Le jeune musicien mourra en 1850.
En 1900, le relevé effectué par Joseph Gutschenritter fait état de 19 jeux ainsi disposés :​

Clavier II
Récit expressif
37 notes (ut à ut)

  Bourdon agréable 8
  Gambe 8
  Voix céleste 8
  Dulciana 4
  Flûte octaviante 4
  Hautbois 8
  Voix humaine 8

Pédalier
à l'allemande
18 notes

        Par tirasses

En 1883, commande est passée au facteur Merklin d'effectuer un relevage de l'orgue, avec amélioration de la soufflerie, révision de l'harmonie et accord.

en 1900, sous l'impulsion de l'organiste Constant Moreau, il est de nouveau fait appel à la maison Merklin, désormais conduite par Joseph Gutschenritter. Il s'agit de porter l'instrument à 22 jeux (par ajout de 3 jeux indépendants à la pédale) et de modifier l'étendue des claviers afin de porter les deux claviers manuels à 56 notes et celui du pédalier à 30.

En raison d'un important dépassement du budget prévu, le projet est revu à la baisse, aboutissant à la composition suivante :

Clavier II
Récit expressif
44 notes (ut à sol)

      Bourdon 8
      Gambe 8
      Voix céleste 8
      Dulciana 4
      Hautbois 8
      Voix humaine 8

Pédalier
à l'allemande
30 notes (ut à fa)

        Par tirasses
   sur le Grand-orgue

Organiste de Saint-Saturnin de 1922 à 1971, Jean Duchesne est aussi électricien. Il suggère de faire équiper l'orgue d'une soufflerie électrique et propose de réaliser gracieusement l'installation du courant triphasé jusqu'à la tribune. Le projet se concrétise en février 1931.

En juin 1940, l'église Saint-Saturnin subit un grave bombardement. La toiture étant touchée, l'orgue se voit menacé d'une détérioration rapide.

Mandaté par le maire, l'architecte Robert Houdin propose d'établir un plancher de protection de l'orgue et de réparer la toiture au-dessus de l'instrument. Muettes depuis 1940, les grandes orgues se font de nouveau entendre le 9 avril 1944, jour de Pâques.
En 1949, M. Jean Lapresté, facteur d'orgue honoraire, effectue un rapport d'expertise sur l'état de l'orgue avant et après le bombardement.
Il estime le coût de reconstitution à 885000 francs et précise que les dommages constatés sont bien dûs à des faits de guerre.
Le 9 mai 1951, le conseil municipal décide de faire procéder au démontage de l'orgue par la maison Gutschenritter. Un an plus tard, l'orgue démonté sera entreposé dans une salle du château de Blois.
En 1961, alors que les travaux de reconstruction de l'église viennent de s'achever, Maurice Lenfant, expert ayant succédé à Jean Lapresté, demande à la maison Gutschenritter un devis de remise en état de l'instrument.
Mais ce devis concerne une restauration à l'identique, ce que contestent quelques personnalités de blois, parmi lesquelles les organistes de la cathédrale, de Saint-Nicolas et de Saint-Saturnin. Ceux-ci proposent une nouvelle composition de l'orgue, avec un récit complet de 56 notes, comportant 8 jeux et un pédalier complet doté de 2 jeux indépendants.
Robert Masset, de la maison Gutschenritter, propose en juin 1963 un devis en ce sens, qui prévoit en outre l'électrification de la transmission.
L'orgue se voit aussi équipé de plusieurs chapes vides permettant de l'étendre ultérieuremnt à 21 jeux.
Le 22 novembre 1964, mettant fin à 24 ans de silence, les orgues de Saint-Saturnin sont inaugurées par Pierre Moreau, organiste de Notre-Dame de Paris.
Robert Masset entretiendra l'instrument jusqu'à la cessation de ses activités, en 1986.
Lui succèderont Jean Renaud jusqu'en 1993, puis Yves Fossaert.
Du côté des organistes, Jacques Cassegrain succédera à Jean Duchesne en 1971. Il occupera ce poste pendant douze ans et sera remplacé, en 1983, par l'organiste actuel, André Collonnier.

Depuis 1964, l'orgue de Saint-Saturnin n'a bénéficié d'aucun relevage ni réparation importante.
Grâce au dévouement d'André Collonnier, il se maintient dans un état de fonctionnement acceptable, mais certains jeux, dont les tuyaux s'affaissent et se déforment sous leur propre poids, sont devenus inutilisables. C'est notamment le cas de la trompette de récit.
André Collonnier se charge lui-même des petites réparations et de l'accord périodique du jeu d'anche du Grand-Orgue, car l'instrument est depuis plusieurs années sans contrat d'entretien.

Clavier II
Récit expressif
56 notes (ut1 à sol5)

   Bourdon agréable 8
   Gambe 8
 Voix céleste 8  (à ut2)
    Dulciana 4
    Fourniture IV
    Basson 16
    Trompette 8
    Clairon 4

​Pédalier
à l'allemande
30 notes (ut1 à fa3)

       Soubasse 16
       Bourdon 8

(emprunt
à la Soubasse)

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