Il est inauguré en 1895 par Léon Boëllmann.
Voici l'histoire des orgues:
En 1563, on retrouve la mention d'un orgue à Notre-Dame de Dijon (orgue Renaissance).
En 1597, une rénovation complète est pratiquée par Simon Duprey.
De 1687 à 1690, on relève plusieurs remaniements de l'instrument
C'est à cette époque que, semble t-il un premier positif dorsal est apparu.
En 1705, l'orgue est en piteux état: un certain Esmilan Lorin, facteur d'orgue, refait l'orgue à neuf et termine ses travaux en 1713.
En 1709, Jean Philippe Rameau est organiste à Notre-Dame avec le fils d'Esmilan.
En 1735, Claude Rameau, frère de Jean Philippe, est en charge de jouer aux fêtes solennelles, aux cérémonies diverses ainsi qu'aux prières publiques jusqu'en 1737.
En 1785, le facteur d'orgues Jean Richard de Troyes construit une nouvelle soufflerie et ajoute un 4ème clavier à l'orgue.
En 1811, c'est François Callinet qui répare l'instrument.
En 1874, l'orgue est en mauvais état: il est démonté pour permettre des travaux de restauration en façade.
En 1893, Jean Baptiste Ghys reconstruit l'orgue et l'installe dans le buffet néogothique de Charles Suisse.
Ce nouvel instrument est inauguré en 1895 par Léon Boëllmann qui joue sa première audition Suite Gothique.
L'orgue est alors esthétique romantique, avec 20 jeux répartis sur 2 claviers et 1 pédalier.
La facture en est soignée, comme tous les instruments ''Ghys'' de la région.
La mécanique est actuellement encore en état de marche et faire honneur à la qualité de la facture de cet instrument.
De 1987, la manufacture Dunand ajoute à l'orgue 6 jeux de pédales indépendants dans un buffet caché derrière le grand buffet.
En 1992, le facteur Claude Berger répare les soufflets de la machine Baker et des tirages de registres.
L'actuel organiste est Dominique Geniau.