L'organo grande della Cattedrale è stato costruito nel 1904 dalla ditta Rieger di Jaegerndorf nella Slesia Austriaca dentro la cassa settecentesca posta in cornu epistulae nel presbiterio ed è l'ultimo di una serie di strumenti che si sono succeduti nei secoli nella chiesa più importante della città.
Sappiamo infatti, grazie alle preziose ricerche di Fabrizio Conocchia, che in un rogito notarile del 27 giugno 1473 è contenuta la notizia della stipula di un contratto con il celebre organaro tedesco Leonardo D'Alemagna, e che nei secoli successivi lavorarono agli strumenti della Cattedrale altri importanti maestri.
Lorenzo di Girolamo Schiaminosse firma il contratto per il nuovo organo nel 1543; organo a cui lavorareranno in seguito il fiammingo Vincenzo Quemar Fulgenzi, Stefano Blasi (fratello del celebre Luca) e altri anonimi organari uno dei quali provocò il rovinoso incendio del 1629.
Dal braciere lasciato acceso fuoriuscì un tizzone che causò la distruzione dell'organo stesso, del coro, dei banchi e del soffitto della cattedrale. Fino alla ricostruzione della chiesa venne utilizzato un piccolo organo concesso in prestito dal canonico Petrignani e in seguito un altro positivo fu concesso e quindi venduto al capitolo da Giulio Geraldini.
L'organo della ricostruzione fu commissionato a Giovan Battista Silvestri e portato a termine da Filippo Testa nella cassa, approntata per l'occasione da vari artigiani, che contiene ancora l'attuale strumento; servì per tutto il sec. XVIII e, seppure modificato radicalmente, l'organo arrivò fino al 1904 anno in cui, su pressione del celebre organista e compositore Filippo Capocci fu commissionato un nuovo strumento alla ditta Rieger dopo che il Capitolo aveva respinto un progetto di Nicola Morettini.
La trasmissione dell'organo Rieger era originariamente pneumatica e la consolle, elegantemente costruita con legni di diversi colori, era posta in cantoria.
Un radicale intervento fu operato nel 1973 da Leandro Buccolini che sostituì la trasmissione pneumatica con quella elettrica e trasportò la consolle originale al piano della chiesa, nel presbiterio; l'organo mostrò immediatamente, comunque, necessità di un lavoro più accurato che è stato effettuato soltanto nel 1998 ad opera di Angelo Carbonetti.
Lo strumento dispone di due tastiere di 56 (Do1 – Sol5) tasti ed una pedaliera diritta di 30 tasti.
Disposizione fonica
[Grand' Organo] I tastiera: Principale 8' - Bourdon 16' - Flauto 8' - Viola di gamba 8' - Coperto 8' – Ottava 4'- Flauto aperto 4' - Mixtura quadrupala 2 2/3'
[Positivo] II tastiera: Principale di viola 8' - Salizionale 8' - Voce coleste 8' (sic) - Flauto di tubo 8' - Ottava 4' - Dolce 4'
Pedale: Violone 16' - Subbasso 16' - Cello 8' - Basso ottava 8'
Unioni: Copula al pedale I – Copula al pedale II – Copula all'ottava superiore II – Super ottava II (aggiunta da L.Buccolini) – Copula all'ottava inferiore II-I - Superottava II-I ( aggiunta da L.Buccolini) – Copula al manuale
Combinazioni: Piano – Mezzoforte - Forte - Tutti – Svincolatore
Sugli organi della Cattedrale si veda il documentato studio pubblicato da F. Conocchia: Gli organi della Cattedrale di Amelia, Perugia 1996.