I oktober 1705 fikk han innvilget fire ukers fravær for å høre den berømte organisten i Lübecks Marienkirche, Dietrich Buxtehude. Bachs private motiv med reisen var å søke på organistposten til den nær 70 år gamle Buxtehude, men i likhet med Johann Mattheson og Georg Friedrich Händel, som var ute i samme ærend to år tidligere, rygget han tilbake for de tradisjonelle betingelsene som blant annet innebar at etterfølgeren måtte gifte seg med forgjengerens datter. Reisen til Buxtehude gav Bach verdifulle musikalske impulser: med stor sannsynlighet fikk han spille på det berømte i Marienkirche. Buxtehudes konsertserie , hans orgel- og klaververk, og ikke minst uforglemmelige orgelspill ble en inspirasjonskilde for den unge organisten og komponisten. De første bevarte orgel- og klaververkene fra Bachs hånd viser innflytelse fra Buxtehude. Til disse hører koralforspill, som for eksempel (BWV 739), preludier, toccataer, partitas og fantasier. Oppholdet i Lübeck var sannsynligvis svært inspirerende, for i stedet for å være borte de avtalte fire ukene, varte fraværet fra oktober 1705 til januar 1706. Bach hadde sørget for å engasjere fetteren Johann Ernst som vikar, så pliktene ble ikke forsømt. Ernst må ha gjort jobben tilfredsstillende, for han ble Sebastians etterfølger som organist i Arnstadt.