Il existait un orgue à l'église Saint-Hilaire de Pesmes en 1699, Guillaume Mourez dans son devis de 1725 ne réutilisa du vieil orgue que les tuyaux de montre à compléter dans le grave. Il marchanda le buffet à sieur Morey, sculpteur à Auxonne (Côte d'Or). L'instrument fut réparé en 1772 par l'abbé Baudran et par Tourey en 1847. En 1934, Jules Bossier rendit la façade muette, enleva le cornet, remplaça la fourniture, la cymbale et la tierce du clavier, retira la trompette de pédale pour l'installation du saliconal et les basses de montre 8 de pédale. Le clavier fut changé. Le clavier d'origine est retrouvé en 1960 par messieurs L.J. et J.P. Guéritey dans les combles, ainsi que plusieurs tuyaux de trompette de pédale. En 1978, Jean Deloye restitue à l'instrument son état d'origine.