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Als Johann Sebastian Bach im Sommer 1703 nach Arnstadt kam, wusste niemand, wie lange er bleiben würde, aber er war willkommen und er fand ideale Ausgangsbedingungen, die sein Leben nachhaltig prägten. 1699 war mit dem Mühlhäuser Orgelbauer Johann Friedrich Wender der Vertrag über den Neubau einer Orgel für die Neue Kirche abgeschlossen worden. Bach war über den Fortgang der Arbeiten an der Orgel durch die Arnstädter Verwandten informiert. Aufgrund seiner guten Fachkenntnisse im Orgelbau wurde der junge Johann Sebastian von Bürgermeister Martin Feldhaus – er war verantwortlich für den Orgelbau und verwandt mit ihm – zur Abnahme der Orgel eingeladen. Seine geniale Veranlagung als Musiker wurde nach dem Prüfungsspiel am 13. Juli 1703 anerkannt, indem keine weiteren Bewerber geladen wurden. Er erhielt die Stelle. Laut Vertrag bestand Bachs Dienst im Orgelspiel zum sonntäglichen Gottesdienst, zur Betstunde am Montag und zur Frühpredigt am Donnerstag.
Während seiner Wirkungszeit in Arnstadt kam es zwischen ihm und der Kirchenbehörde wiederholt zu Unstimmigkeiten. In Arnstadt komponierte er, lernte seine erste Frau Maria Barbara kennen und heiratete am 17. Oktober 1707 in Dornheim. Bach lebte in Arnstadt inmitten der weitverzweigten und alteingesessenen Bachfamilie und ihrer Verwandten. Deren Wirken verdankt Arnstadt den Namen Bachstadt.
Caspar Bach, der Ältere, war von 1620 bis 1633 der erste aus der Bachfamilie in Arnstadt. Christoph Bach wurde 1654 als gräflicher Hof- und Stadtmusicus nach Arnstadt berufen. Heinrich Bach war Organist an der Oberkirche und der Liebfrauenkirche. Johann Sebastians Vater Johann Ambrosius Bach erhielt hier seine musikalische Ausbildung von seinem Vater Christoph und seinem Onkel Heinrich. Johann Ernst Bach vertrat Johann Sebastian zeitweise in der Neuen Kirche und wurde dessen Nachfolger.