Im Jahr 1704, ein Jahr nach der Weihe der Unterkirche, wurde vom Orgelbauer Johann Nordt eine Orgel für die neue Kirche fertig gestellt und geweiht.

Im Laufe von über 100 Jahren danach war diese Orgel in einem so schlechten Zustand, dass auch Reparaturen zu keiner wesentlichen Verbesserung führten. Daher entschloss sich der Stadtrat von Bad Frankenhausen schließlich zu einer umfangreichen Reparatur.

Den Auftrag dazu bekam 1842 der Orgelbauer Johann Friedrich Schulze aus Paulinzella. Die Ausführung übertrug er seinem Mitarbeiter Alexander Julius Strobel. Von der Nordt-Orgel übernahm Julius Strobel lediglich den Prospekt und einige Register, so dass die ursprünglich geplante große Reparatur einem Neubau gleich kam. Julius Strobel wurde für seine vorzügliche Arbeit immer wieder gelobt. Die Orgel wurde schließlich im Jahr 1843 fertiggestellt und geweiht.

Als die Unterkirche in den Jahren 1884 bis 1886 grundhaft saniert wurde, bekam Julius Strobel den Auftrag, eine neue Orgel zu bauen. Beginn der Arbeiten war 1884. Abgeschlossen  wurde der Neubau 1886 von seinen Söhnen, die das Werk nach den Plänen ihres inzwischen verstorbenen Vaters vollendeten. Die Wiedereinweihung war 1886.
Die Orgel ist mit 49 Registern auf 3 Manualen und Pedal das zweitgrößte Werk Strobels und das größte erhaltene Instrument von ihm.

Im 20. Jahrhundert wurden einige Veränderungen und Eingriffe vorgenommen. Sie waren jedoch nicht so gravierend, so dass diese hochromantische große Orgel mit ihrem hohen und wertvollen Anteil an historischer Substanz eine große Bedeutung in der mitteldeutschen Orgellandschaft  erlangte.

Ab dem Jahr 2003 verschlechterte sich der Zustand der Orgel zunehmend, so dass sie nur noch eingeschränkt spielbar war. Seither wurde ihre Sanierung und Restaurierung ernsthaft erwogen und mit den planerischen und organisatorischen Vorarbeiten begonnen.

Im Dezember 2015 konnte schließlich mit der Firma Hermann Eule Orgelbau GmbH der Vertrag zur Restaurierung abgeschlossen werden. Die Wiederingebrauchnahme (Wiedereinweihung) ist mit einem Festgottesdienst am 23. Juni 2019 vollzogen worden.

Wer sich näher mit der sehr langen und komplizierten Restaurierungsgeschichte von den Anfängen 2003 bis zum Abschluss 2019 beschäftigen möchte, kann sie nachlesen in der Festschrift des Vereins Orgelfreunde der Großen Strobel-Orgel, die von ihm anlässlich der Wiederingebrauchnahme der Orgel herausgegeben wurde. Sie ist zu einem Preis von 5 € über das Pfarramt Bad Frankenhausen oder den Vereinsvorsitzenden (siehe Kontakte) erhältlich.