V kostele sv. Mikuláše stály původně troje varhany, jejichž autorem byl laický člen řádu jezuitů frater-organifex Tomáš Schwarz. Jeho varhany zdobily interiéry i několika dalších mimopražských jezuitských kostelů. Dokladem Schwarzových výjimečných schopností a jeho největším nástrojem jsou právě velké varhany v malostranském kostele sv. Mikuláše se 3 manuály a 44 rejstříky na západní kruchtě kostela, které poprvé zazněly 10. října 1746.
Je zajímavé, že tyto varhany byly postaveny a zprovozněny v době, kdy kostel nebyl ještě zcela dokončen a hlavní loď byla uzavřena prozatímní stěnou s namalovaným iluzivním oltářem. Varhanám jistě nesvědčily i následné stavební zásahy v interiéru, např. zbourání provizorní stěny po dokončení příčného křížení lodi s kopulí a odsekání klenebních pasů pro namalování rozměrné fresky nad lodí od Lukáše Krackera (1760).
Zvukově varhany představovaly tehdy u nás obvyklý typ tzv. jihoněmeckých varhan. Za zvláštnost můžeme považovat volně stojící hrací stůl, které se tehdy začaly konstruovat místo hracích stolů zabudovaných přímo do varhanní skříně. Pro Schwarzovy varhany se stal osudným rok 1802, kdy do Prahy zavítal německý hudební teoretik abbé Jan Vogler, aby zde předvedl svůj simplifikační systém, spočívající ve zjednodušení varhanní hry - a bohužel i zvuku. Záměrem bylo, aby varhany nahradily zvuk orchestru. I když za přítomnosti tehdejších hudebních znalců sklidil abbé Vogler velký úspěch, ukázalo se, že varhany ztratily hodně na svém svébytném zvuku, pokus jim neprospěl a začalo se volat po jejich opravě.
Teprve v r.1835 se varhanář Josef Gartner pokusil vrátit varhanám jejich původní zvuk. Voglerem vyjmuté píšťaly se mezitím poztrácely, a tak bylo nutno zhotovit spoustu píšťal nových. Nicméně nástup romantismu znovu zvuk varhan pozměnil v duchu tzv. ceciliánské reformy.
V r.1904 varhanář Josef Hubička nahradil několik rejstříků vyšších stopových délek stylově nevhodnými ekválními hlasy. V této podobě varhany vydržely do další problematické rekonstrukce provedené v r.1959 pod vedením prof. J. B. Krajse. I když záměrem bylo dát varhanám původní zvukovou podobu, mělo současně dojít k rozšíření těchto varhan na obrovský nástroj se čtyřmi manuály asi jako se stalo s varhanami z r.1702 u sv. Jakuba v Praze. Z nedostatku finančních prostředků byl pořízen nový hrací stůl, odstranily se části původní mechanické traktury, ovládání tónových ventilů prováděly elektrické magnety, přidány byly nové vzdušnice pro zvětšení tónových rozsahů a provedla se chromatizace spodních oktáv.
Nicméně i přes uvedené zásahy je možné ještě počítat s pietním restaurováním celého nástroje tak, jak je dnes běžné u podobných nástrojů tohoto druhu ve světě. Třímanuálových barokních varhan je v naší republice zachováno pouze několik, a proto by si potřebnou péči zasloužily i svatomikulášské varhany.
Zatímco z velkých varhan T. Schwarze můžeme obdivovat nádhernou varhanní skříň ozdobenou hrajícím andělským chórem se zachovalým hracím stolem, jeho menší dvoumanuálové varhany s 18 rejstříky stojí v neporušeném zvukovém stavu na levém ochozu nad kaplí sv. Michala. Tyto varhany byly původně umístěny na západní galerii u oltáře P. Marie Foyenské a byly používány pro farní a školní bohoslužby. Před několika lety došlo k jejich restaurování a dnes slouží převážně koncertním účelům.
Třetí varhany od T.Schwarze byly zřejmě na pravém ochozu kostela a měly jeden manuál se 13 rejstříky. V r.1832 došlo k přenesení těchto varhan do kostela P. Marie Sněžné, kde posléze zanikly.

Jezuitské koleje a semináře měly vždy významné postavení v hudebním životě měst, a proto i v chrámu sv. Mikuláše se dbalo o vysokou úroveň hudebních produkcí při bohoslužbách. Chrámovou hudbu vždy řídili praefecti musicae z řad jezuitských kněží až do zrušení řádu Josefem II. Po nich se ujali řízení sboru a orchestru u sv. Mikuláše tehdejší význační skladatelé, např. Vincenc Mašek v letech 1795-1831 a za varhany usedali např. František Xaver Brixi před r. 1759, Karel Pitsch v letech 1832-1858 a Josef Foerster od r. 1858 do r. 1861.
Praha zároveň uctila krátce po smrti W. A. Mozarta jeho památku slavným Requiem provedeným u sv. Mikuláše členy orchestru pražského divadla.