Со становлением Собора связана история строительства соборного органа. В немецкой истории Собора в течение первых этапов строительства существовало несколько небольших органов, и лишь в XVIII веке обрёл своё место большой орган в стиле барокко. После войны, с началом новой истории Собора, был установлен электронный орган, и только в 2007 году впервые прозвучал единый органный комплекс Кафедрального собора.

Технические данные единого органного комплекса впечатляют: 6301 труба у Большого органа и 2224 трубы — у малого. Общее количество регистров 122. Есть трубы от высокой (10,5 м) до малой (11 мм). Большой орган имеет 4 мануала (клавиатуры) и одну педаль, Хоровой — 2 мануала и одну педаль. Электроника органного комплекса создана немецким предприятием «Отто Хойс».

Это самый большой орган последнего поколения по количеству регистров в России и в Европе. Два органа могут звучать как отдельно, так и вместе, они взаимосвязаны, как сообщающиеся сосуды. Несколько месяцев интонировку органа выполняли немецкие мастера Х. Байер, П. Петерсон и Р. Питруски под общим руководством М. Шуке. Расчёт мензур регистров сделан Х. Шеффлером.

Общий монтаж лепнины и деталей из дерева Большого органа был воссоздан по сохранившимся чёрно-белым фотографиям мастерами мебельной фабрики «Максик» (Калининград). Учтён был даже узор, изображённый на трубах кёнигсбергского органа. Узор воссоздан художницей О. Ярёменко.

В центральной части органа расположена фигура Девы Марии Кёнигсбергской — покровительницы Собора. Над органом возвышается огненно-красная птица Феникс — символ вечного возрождения.