Wnętrze synagogi posiadało dwie kondygnacje, piwnice i poddasze. Na parterze ponadto znajdowało się 10 pomieszczeń: przedsionek, synagoga Szywe Kryjem, klatka schodowa, babiniec północny, babiniec synagogi Maharama, klatka schodowa i przedsionek babińca. Na piętrze było także 10 pomieszczeń: główna sala modlitewna, babiniec zachodni i północny, trzy klatki schodowe. Sale na piętrach były poprzedzielane ścianami z otworami drzwiowymi umożliwiającymi komunikacje, oraz zawierały także okna.
Główna sala modlitewna obejmująca dwa piętra była kwadratowa o wymiarach 16 na 16 metrów. Przekrywało ją sklepienie składające się z czterech, przecinających się w narożach kolebek z lunetami, rozpiętych między ścianami a potężnym filarem znajdującej się na środku sali dwuwejściowej bimy otoczonej kutą balustradą. Stanowiło ją ustawione na kwadratowym podium cztery podpory złożone każda z trzech wysmukłych kolumienek z korynckimi głowicami. Na nich za pośrednictwem odcinków bogato rozczłonkowanego belkowania opierała się nadstawa, w której wycięte były półkoliste arkady.