Restauración: 1990-1991. Restauración del órgano por la organera Susan Tattershall; restauración de la caja y los tubos de fachada por Mireya Olvera; reconstrucción de los tubos faltantes por el organero Joachim Wesslowski. El proyecto fue financiado por la Fundación Pichiquequiti.

El órgano de San Jerónimo Tlacochahuaya es uno de los más bellos y también de los más enigmáticos de los instrumentos barrocos de Oaxaca. Desafortunadamente, se desconoce la fecha de construcción y el nombre del constructor, y en el archivo parroquial faltan documentos del siglo XVIII y anteriores. El órgano comparte características de diseño musical y decoración de la caja con los de San Dionisio Ocotepec, San Andrés Zautla y San Pedro Quiatoni. Cada uno de ellos confirma la fecha de construcción en un tubo o en una etiqueta en la caja, lo que ayuda a asignar una fecha aproximada de construcción para el órgano de Tlacochahuaya. Los mascarones y la decoración floral pintada en los tubos de la fachada se parecen mucho a las del órgano de mesa de Quiatoni, lo que sugiere que los órganos podrían haber sido construidos aproximadamente en la misma época, incluso en el mismo taller. Poco después de su construcción, los órganos de Tlacochahuaya y Quiatoni fueron modificados. En el órgano de Tlacochahuaya aparece solo una fecha temprana, 1735, inscrita en el primer tubo tapado (bardón) de una octava añadida al tapadillo de 4´ existente para bajar la base tonal a 8´. Una cruz de Malta está inscrita sobre la fecha y también en el noveno tubo bardón, que había sido el primero de la hilera de tapadillo anterior. Para reforzar aún más el sonido del órgano, se canceló el registro del tambor del lado izquierdo y se instaló un registro de lengüeta de 4´, el bajoncillo (21 notas DO-do’), en su lugar. Estas modificaciones se replicaron en el órgano de Quiatoni, probablemente en la misma época, pero con 13 en lugar de 21 lengüetas por falta de espacio. 

El bajoncillo suele colocarse horizontalmente en la fachada del órgano; una colocación vertical dentro de la caja es inusual. El órgano de mesa de Quiatoni no tenía una fachada que permitiera adiciones posteriores, aunque es el único órgano de mesa en Oaxaca con un bajoncillo en su interior. Fotografías de los interiores de las dos cajas revelan que amblos estaban igualmente llenos de tubos nuevos. Al igual que el órgano fijo de Ocotepec, el de Tlacochahuaya tenía la mecánica suspendida directa del teclado con una cruz de Malta en la primera ventilla. La mecánica de registros fue controlada por las puntas de las jaladeras salientes de los costados de la caja. Tal mecánica no era típica de los órganos fijos y puede significar que el órgano era originalmente un órgano de mesa. Sin embargo, no hay evidencia de puertas en la fachada en el órgano de Tlacochahuaya, aunque el órgano de Ocotepec, originalmente en el pueblo vecino de Tlacolula, sí las tenía y fueron retirados posteriormente. Tal vez ambos órganos (y Quiatoni, como se mencionó anteriormente) fueron producidos en un taller en la comunidad de Tlacolula, predominante en la región. 

La fecha de 1737 está inscrita sobre la entrada de la iglesia, celebrando la ampliación de la nave, la nueva fachada, el nuevo coro y la decoración interior. Antes de esta fecha, el órgano, ya parcialmente reconstruido, se situaba en el piso de la iglesia y luego se trasladó a su ubicación actual en el coro. Un gran ventanal ilumina la zona y contaba con puertas de protección. Aun así, el agua de lluvia podía entrar por debajo de las puertas e inundar el piso, por lo que el órgano y los fuelles se elevaron sobre una base de mampostería para protegerlos. Otras modificaciones del siglo XVIII sin fecha incluyen la instalación de la mitad tiple del clarín en la fachada del órgano, aunque esto comprometiera su aspecto general. El soporte del clarín se clavó en la hilera superior de los medallones, oscureciendo la mitad del mismo en sombra. La mecánica de registros se trasladó a la fachada, como lo indican los tiradores actuales, y se reconstruyó con árboles giratorios en el interior. El sistema anterior con jaladeras laterales fue cancelado, a excepción del registro para los pajaritos del lado derecho. Todos estos cambios requieren una base más fuerte para sostener el peso de los tubos agregados y la mecánica de registros más pesada y complicada. Por lo tanto, si alguna vez fue un órgano de mesa, a mediados del siglo XVIII se lo habría convertido a un órgano fijo con una nueva caja inferior. Estas modificaciones ajustes fueron seguramente complicadas y costosas. El financiamiento pudo haber venido de un patrocinador acaudalado o de su patrimonio, como en el caso del órgano de Soledad, o de donaciones recogidas por las cofradías de la iglesia en la comunidad, enriquecida en aquella época por el comercio de la grana cochinilla. Sin embargo, en 1806 cuando la robusta economía de Oaxaca comenzó a declinar, los campesinos de la comunidad vendieron tres carretas de maíz de las tierras de la iglesia por 40 pesos para pagar la reparación del órgano. 

El órgano fue tocado y mantenido regularmente a lo largo de los siglos XIX y XX, como consta en el libro de cuentas de la iglesia para reparaciones y pagos a los organistas. La referencia más específica aparece sobre la cruz de Malta en el primer tubo bardón, una reparación realizada por el organero José Ignacio Sánchez en 1867. Era un organero bien conocido y reparó muchos órganos oaxaqueños durante el siglo XIX tardío. El hecho de que inscribiera su nombre en el tubo implica que esta intervención fue más compleja que una simple afinación. Es posible que hiciera el nuevo teclado, reconstruyera el fuelle con cuero y más. La caja del órgano que vemos hoy está profusamente decorada con motivos florales exuberantes que armonizan con el colorido interior de la iglesia. Las celosías incluyen finas tallas caladas que también adornan el contorno de la caja. Ángeles músicos plasmados embellecen los costados, a la derecha tocando un violín y a la izquierda un laúd. El órgano está coronado con una imagen de San Jerónimo en un medallón sobre la torre central.