Pierwotnie była to nietypowa, trójnawowa budowla renesansowa z dwudziestoma filarami i bocznymi nawami przeznaczonymi dla kobiet. Przez następne sto lat pozostawała największą i najbardziej okazałą świątynią praskiego getta. Po śmierci Maisela w 1601 roku miała przejść na własność praskiej gminy żydowskiej, jednak jego majątek został skonfiskowany pomimo wcześniejszego przywileju cesarskiego. Gmina przejęła synagogę dopiero po kilkudziesięciu latach.
Późniejsze przebudowy Podczas wielkiego pożaru praskiego getta w 1689 roku synagoga została poważnie uszkodzona, a jej sklepienie się zawaliło. W czasie pospiesznej odbudowy budynek skrócono o około jedną trzecią, wskutek czego liczba filarów zmniejszyła się z dwudziestu do czternastu. Kolejne prace przeprowadzono w latach 1862–1864 według projektu J.W. Wertmüllera.
Na przełomie XIX i XX wieku, podczas asanacji Josefova, synagoga uzyskała zachowany do dziś neogotycki wygląd według projektu architekta Alfreda Grottego.