Na de Tweede Wereldoorlog bleek een ingrijpende restauratie noodzakelijk. Bovendien was het orgel ‘windziek’ en ook zwaar te bespelen. Een restauratiecommissie, de Nederlandse Klokken- en Orgelraad, orgelbouwbedrijf Flentrop, de Rijkscommissie voor Orgelbouw, individuele organisten en adviseurs, iedereen had zo zijn eigen visie op hoe de restauratie zou moeten worden uitgevoerd. Uiteindelijk werd ervoor gekozen om het orgel te restaureren met behoud en verbetering van de mechanische tractuur en herstel van de oorspronkelijke toonhoogte, en ook in veel andere opzichten met een terugkeer naar de toestand van 1721. De Zaanse orgelbouwer Dirk Andries Flentrop kreeg in 1950 de opdracht. Het plan werd in 1953-1955 uitgevoerd.
In de chaos van pijpwerk van diverse orgelbouwers uit de afgelopen eeuwen bleek nog zoveel origineel materiaal aanwezig te zijn, dat aan de hand van de daarvan gemaakte mensuurtabellen de samenstelling van het ontbrekende en nieuw te maken pijpwerk mogelijk was. Het restauratieplan behelsde ook herstel van het pijpwerk, het aanbrengen van nieuw ivoor op de toetsen en het maken van een nieuw pedaalklavier. Hoewel enkele later aangebrachte wijzigingen bleven gehandhaafd, werd de dispositie van het orgel van Schnitger zoveel mogelijk hersteld, door gebruikmaking van het oorspronkelijke materiaal, maar ook door vervanging of nieuw werk door Flentrop.
In 1972 voerde Flentrop Orgelbouw opnieuw werkzaamheden uit, na advies van een groep daartoe uitgenodigde organisten.