1887 wurde die Stiftskirche im Jugendstil erneuert. Im gleichen Jahr erhielt die Kirche eine neue mechanische Orgel vom Orgelbau Hermann Eule, Bautzen, mit 21 Registern auf 2 Manualen und Pedal, die die beiden Weltkriege überdauerte. 1959 begann die Restaurierung der Stiftskirche. Die Eule-Orgel wurde abgerissen. Ihr sollte eine neue Orgel von der Potsdamer Orgelbaufirma Schuke folgen. Das Projekt kam nicht zustande.
1961 kaufte die Gemeinde der Stiftskirche Chemnitz vom Rat des Kreises Flöha, die im Jahr 1741 von Johann Christoph Gottlob Donati erbaute Orgel für die Stiftskirche in Chemnitz ab, mit der Option einer Rückgabe an die Schloßkapelle Lichtenwalde nach deren Sanierung. Das Instrument brauchte eine neue Bleibe, weil die Schloßkapelle 1945 durch russische Soldaten zerstört wurde. Orgelbaufirma Hermann Eule aus Bautzen rekonstruierte das Instrument und passte es den Räumlichkeiten der Stiftskirche an. Die Aufstellung erfolgte auf der Südseite der Empore. Die Orgel hatte 14 Register auf 2 Manualen und Pedal. 1962 wurde die Donati-Orgel vom Zwickauer Domorganisten Günter Metz eingeweiht. In der Stiftskirche stand die Orgel bis 2009, dann kehrte sie nach erfolgter Restaurierung der Schloßkapelle in Lichtenwalde an ihren Ursprungsort zurück.
Seit 2010 gibt es eine neue Orgel in der Chemnitzer Stiftskirche. Das Instrument entstand als Opus 1163 der Firma Jehmlich Orgelbau Dresden GmbH. Die Orgelweihe fand am 28.11.2010 statt. Die Orgel besitzt 15 Register auf 2 Manualen und Pedal. Die äußere Gestaltung der des Instrumentes wurde in Zusammenarbeit mit dem Dresdner Architekten Klaus-Jürgen Schöler erarbeitet. Durch die moderne und schlichte Orgelprospektgestaltung wurde konnte die Sichtbarkeit des Westchorfensters weitestgehend erhaltenbleiben. Die bogenförmigen Prospektturmabschlüsse bestehen aus speziell gestaltetem Buntglas in Edelstahlrahmen, die je nach Tageszeit und Sonneneinfall durch das Kirchenfenster interessante und ständig wechselnde Lichtreflexionen in den Glaselementen entstehen lassen.