Instrument construit par Aristide Cavaillée-Coll en 1852-1853 pour l'église Sainte Geneviève de Paris (actuel Panthéon). L'orgue est déplacé dans la chapelle du Val de Grâce par Joseph Merklin en 1891. Il est modifié par Merklin, puis au XXe siècle par Paul-Marie Koenig. L'orgue est ensuite restauré dans un état proche de celui d'origine par les facteurs François Delangue et Bernard Hurvy. Il est utilisé pour les différentes célébrations ainsi que lors de concerts réguliers. 

Buffet à un seul corps, réalisé en chêne lors de la construction de l'instrument par Aristide Cavaillé-Coll (1852-1853).

Soubassement panneauté. Bandeau simplement souligné par une frise de palmettes. 

La façade se compose de deux grandes tourelles latérales semi-circulaires de 5 tuyaux chacune. Elle encadrent quatre plates-faces en arc en plein-cintre de 9 tuyaux chacune, disposées deux à deux sur deux niveaux. Au second niveau, les deux plates-faces sont séparées par une tourelle centrale semi-circulaire de 5 tuyaux. 

Les quatre plates-faces sont ornées d'un décors de feuilles sur l'ensemble de leurs pourtours. Les deux niveaux sont séparés par une corniche cannelée. Les trois tourelles comportent chacune un décors à claire-voie à motif en cuir découpé pour leur partie inférieure, et en palmes et guirlande pour la partie supérieure. La tourelle centrale de l'étage supérieur est ornée dans sa partie haute d'un motif en cuir découpé portant le monogramme SG, pour Sainte Geneviève, le premiier lieu d'affectation de l'instrument.   

Console indépendante réalisé par Joseph Merklin lors de l'installation de l'instrument dans la chapelle du Val de Grâce (1891). L'organiste tourne le dos au chœur. Elle peut se fermer au moyen d'un couvercle équipé d'un pupitre amovible. Elle est dissimulée derrière un grand paravent de bois plein. 

Deux claviers manuels de 54 touches chacun. Au dessus des claviers, sur la barre d'adresse, la plaque Aristide Cavaillé-Coll, conservée par Merklin et intégrée dans la boiserie de la console. 

Tirants de registres en bois, de section ronde avec pommeaux chantournés comportant une pastille de porcelaine gravée au nom du registre. Ils sont disposés sur trois niveaux, de part et d'autre des claviers.

Un pédalier à l'allemande de 30 marches, légèrement concave.

Huit cuillers de combinaisons disposées au dessus du pédalier ainsi que la pédale d'expression à bascule pour le Récit.  

Un appel Fonds au GO. 

Un banc avec pieds en forme de lyre. 

Grand-Orgue : Un sommier de 54 notes pour 9 jeux, de Aristide Cavaillé-Coll (1852-1853). Sommier à gravures et registres coulissants, à double laye.

Récit : Un sommier de 42 notes pour 8 jeux, de Aristide Cavaillé-Coll (1852-1853). Sommier à gravures et registres coulissants, à double laye. Un sommier complémentaire de 12 notes (Ut 1 à Si 1) de Paul-Marie Koenig.

Pédale : Un sommier de 30 notes pour 4 jeux, de Paul-Marie Koenig. 

Mécanique Barker. Une marchine Barker pour le GO. Mécanique à balanciers.

Mécanique.

Tempérament égal.

440 Hz.

Un ventilateur électrique avec boîte à rideau installé au sol, derrière l’instrument dans un caisson. Il alimente un réservoir situé dans le soubassement du buffet.

Plusieurs jeux de Cavaillé-Coll (1852-1853) subsistent dans l'instrument. Tuyauterie coupée au ton. Au Grand-Orgue : les fonds 16', 8' ainsi que la Doublette 2' et la Trompette 8'. Au Récit, à partir de Ut 2 : la Flûte harmonique 8', la Gambe 8', l'Octavin 2' et les 3 jeux d'anches (reconstitués en 1993). A la Pédale : la Soubasse 16' et la Flûte 8'.

Subsistent de Paul-Marie Koenig : la première octave des jeux du Récit + la Voix céleste 8' et la Flûte octaviante 4'. La Bombarde 16' de la Pédale, installée d'abord au Récit 1927-1929 puis les 30 premières notes ré-utilisées à la Pédale (1944). 

Jeux de Delangue / Hurvy (1993) : La Gambe 4' et le Clairon 4' du Grand-Orgue. La Trompette 8' de la Pédale.