Budynek składa się z jednonawowej sali głównej na planie prostokąta o wymiarach 14,8 × 10,6 i z przybudówki na zachodniej ścianie, w której dawniej znajdował się babiniec. Później babiniec znajdował się na piętrze, z którego kobiety miały wgląd na salę główną. Przekryciem sali głównej było podwieszone sklepienie z otynkowanych desek z otrzcinowaniem. Przedsionek od sali modlitewnej oddzielają żelazne, XIX-wieczne, kute drzwi osadzone w kamiennym portalu. W przedsionku po obu stronach znajdowały się dawniej modlitewnie rzemieślników.
Wystrój wnętrza nie zachował się do dziś. We wnętrzu na ścianie wschodniej zachowała się oprawa Aron ha-kodesz, w postaci dwóch kolumn zwieńczonych trójkątnym szczytem. Jest uproszczoną kopią arki z synagogi Złotej Róży we Lwowie. Pośrodku pierwotnie stała żeliwna, altanowa bima. Obecnie wykradzione fragmenty bimy można zobaczyć jako balustrady balkonów domu przy placu Konstytucji 3 Maja oraz domu przy ulicy Unii Brzeskiej. Zostały wyniesione z synagogi przed 1947.