Le 6 décembre 1829 la Maison Fratelli Serassi, facteurs d’orgues de Bergame, présente à l’Oeuvre de la Primatiale le premier projet d’un orgue grandiose de 32 pieds avec deux claviers de 64 notes avec 67 registres (43 au premier clavier, 16 au second, 8 au pédalier) qui sera déjà approuvé sur décision municipale le 23 juillet 1831, comme le prouve une série d’ajouts et de modifications des Serassi eux-mêmes dans une lettre du 18 janvier 1832.
Le 14 février suivant, quand l’orgue est en construction, les Serassi proposent d’ultérieurs ajouts et modifications de sorte qu’est rendue nécessaire une mise à jour des accords entre le facteur d’orgues et l’Œuvre de la Primatiale renvoyant le paiement à la fin de 1835. L’instrument en effet, bien que portant la date de 1831 col n. 494, est mis en place seulement en 1835. A partir de cette date il est très peu utilisé parce qu’il est situé dans un endroit peu commode et doté d’une mauvaise acoustique. En l’an 2000 à l’occasion du grand Jubilé, l’Œuvre de la Primatiale décide de donner vie à un projet de restauration de l’orgue et, après d’attentives évaluations et des projets venus de divers organiers la Maison Mascioni est choisie comme exécutrice des travaux de restauration.
Placé au-dessus de la sacristie de gauche et contenu dans un buffet en bois, l’orgue monumental de la Cathédrale de Pise présente une façade subdivisée en trois panneaux de 4-19-4 tuyaux d’étain avec bouches alignées et lèvre supérieure "en mitre". Dans la travée centrale les tuyaux sont disposés "en flèches"; les latéraux sont ascendants. Il a deux claviers de 64 touches (Do-1-Sol5) avec une octave brisée, les diatoniques sont recouverts d’ébène, les chromatique d’os. Le pédalier est de type "droit" avec des pédales parallèles, il a 20 notes avec extension Do-Sol2. Trois petites pédales au-dessus du pédalier actionnent: clavier, anches, "terza mano" du Grand Orgue; une pédale sur la gauche commande l’ouverture des "jalousies" de l’orgue Echo (une fente obturée devait servir probablement à l’actionnement du "sistre") et deux grosses pédales sur la droite actionnent respectivement combinaison libre et remplissage (une fente obturée devait servir probablement à l’actionnement de la "grande caisse").
Selon la tradition "sérassienne", à un grand orgue avec des parties de remplissage répétées jusqu’aux jeux de mutation, avec des anches, des cornets et des effets spéciaux, est adjoint un orgue de réponse en "écho" placé comme il est d’usage dans le soubassement à gauche de la console.
Le sommier du Grand Orgue est "à vent" avec 35 plectres, celui de l’Echo "à traction" avec 19 tiges. D’autres sommiers "à soufflet" avec valve de commande pour vent continu alimentent les notes les plus graves (abaissement de pédale et tuyaux plus grands que certains registres de 8’ e 16’ du clavier). La section de la pédale base son fondement harmonique sur deux Contrebasses de 16’ avec des renforts respectifs de 8’, (Basses harmoniques), enrichie par la Bombarde 16’, les Trombones 8’ et les Timbales. Un Remplissage avec 8 parties (dernière partie XXIX) renforce et clarifie cette section sonore. La soufflerie est composée de 4 soufflets à l’extérieur du buffet (sur le verso) actionnés, à l’origine, par des tiges. Selon les usages de l’époque la présence d’accessoires bruyants est plus ou moins importante: petites cloches, cymbales (tronquées), grosse caisse, timbales, etc.…
Pour le Grand Orgue la commande des registres est à manettes avec glissement horizontal et fixé sur des encoches disposées à la droite de l’organiste sur deux colonnes. Les registres de l’orgue Echo sont à l’inverse actionnés par des boutons extractibles à la gauche de l’exécutant sur une seule rangée. La coupure entre basses et sopranes est entre Si2 et Do3.
