Nach dem Zweiten Weltkrieg gründete Walcha in Frankfurt das Institut für Kirchenmusik und war von 1946 bis 1981 Organist an der Dreikönigskirche. Er disponierte 1957 bis 1961 die von Karl Schuke gebaute Orgel. Seine 1947 ins Leben gerufene und nach Leipziger Vorbild konzipierte Orgelvesper hat bis heute einen festen Platz im wöchentlichen Kalender der Dreikönigskirche. Samstags um 17 Uhr (vom 1. Advent bis Ostern) verbinden sich hier Lesungen, Gebet und Musik.
Walcha erwarb sich Weltruf als Bach-Interpret. Zwischen 1947 und 1952 unternahm er die erste Einspielung, 1971 vollendete er die zweite 1956 begonnene umfassende Aufnahme des Bachschen Orgelwerks. Walcha gab Partituren Johann Sebastian Bachs und Georg Friedrich Händels neu heraus. Er schrieb auch eigene Choralvorspiele, Kantaten und musikwissenschaftliche Orgelstudien. Walcha war ein profunder Kenner früh- und hochbarocker deutscher Orgelkompositionen. Mit einem letzten Konzert verabschiedete er sich 1981 endgültig vom öffentlichen Musikleben.
Walcha wurde in einem Ehrengrab der Stadt Frankfurt auf dem SachsenhäuserSüdfriedhof beerdigt.
Im Frankfurter Stadtteil Gallus ist eine kleine Straße nach ihm benannt worden.
Werke
Kompositionen
Choralvorspiele für Orgel. IV Bände. C. F. Peters, Frankfurt a. M., 1954–1978.
Band I. 25 Choralvorspiele, 1954 (EP 4850)
Band II. 20 Choralvorspiele, 1963 (EP 4871)
Band III. 24 Choralvorspiele, 1966 (EP 5999)
Band IV. 19 Choralvorspiele und Postludium, 1978 (EP 8413)
Kantaten:
„Lobe den Herren“ (1932)
„Wo Gott der Herr nicht bei uns hält“ (1933)
„Wach auf mein Herz, die Nacht ist hin“ (1947)
Darüber hinaus sind in verschiedenen Sammlungen Kanons sowie zwei- und dreistimmige Sätze für gleiche Stimmen erschienen.
Ausgaben
Georg Friedrich Händel: Orgelkonzerte op. 4, Nr. 1–6. B. Schott’s Söhne, Mainz, 1940.
Georg Friedrich Händel: Orgelkonzerte op. 7, Nr. 1–6. B. Schott’s Söhne, Mainz, 1943.
Johann Sebastian Bach: Ricercare à 6 voci aus dem Musikalischen Opfer. Übertragung für Orgel (mit ausführlicher Analyse), C. F. Peters, Frankfurt a. M., 1964.
Johann Sebastian Bach: Die Kunst der Fuge. Übertragung für Orgel mit Weiterführung und Beendigung der Schlussfuge. C. F. Peters, Frankfurt a. M., 1967.