XX w. Na początku XX w. ściany synagogi ozdobiono malowidłami o tematyce biblijnej. Ostatnie przedwojenne prace prowadzone były w 1933 pod kierownictwem architekta Hermana Gutmana. Dokonano wielu prac konserwacyjnych, zabezpieczono fundamenty, wymieniono konstrukcję dachu, zasklepiono salę mężczyzn i odnowiono salę kobiet.
Podczas II wojny światowej synagoga została przejęta przez niemiecki Urząd Powierniczy (Treuhandstelle). Nowy użytkownik przeznaczył budynek na magazyn impregnowanych worków na zwłoki oraz sprzęt strażacki. Synagoga została znacznie zdewastowana, większość wyposażenia została wywieziona lub zniszczona.
Jesienią 1945, po zakończeniu wojny synagoga została otwarta dla kultu, jednak nowe władze utrzymały przeznaczenie budowli na magazynowanie sprzętu strażackiego. Dopiero w 1947 budynek zwrócono Kongregacji Wyznania Mojżeszowego w Krakowie i wstępnie odnowiony przez nią na jej koszt. W latach 1958–1968 z inicjatywy Kongregacji Wyznania Mojżeszowego oraz władz miejskich, wspartych dotacją międzynarodowej organizacji pomocy Żydom American Jewish Joint Distribution Committee, dokonano gruntownych prac konserwatorskich. Kierowana przez architekta Stefana Świszczowskiego renowacja obejmowała nowe pokrycie dachów, osuszenie murów, odnowienie tynków, rekonstrukcję bimy na podstawie przedwojennych zdjęć.