Po utworzeniu w 1942 roku Centralnego Muzeum Żydowskiego przechowywano w niej również zabytki zgromadzone z gmin żydowskich w Czechach i na Morawach.
W latach 1950–1954 przeprowadzono kompleksową rekonstrukcję, podczas której przywrócono wygląd budynku sprzed przebudowy z 1860 roku. Następnie, dzięki staraniom pierwszej powojennej dyrektorki muzeum Hany Volavkovej, synagogę przekształcono w pomnik czeskich i morawskich ofiar Zagłady. Autorami koncepcji byli malarze Václav Boštík i Jiří John. W latach 1954–1959 zapisali oni na ścianach przedsionka oraz głównej i kobiecej nawy około 78 000 imion ofiar, uporządkowanych według miejscowości pochodzenia i uzupełnionych datami urodzenia i deportacji. Pomnik udostępniono publiczności w 1960 roku.
Po 1968 roku pomnik pozostawał zamknięty przez ponad dwadzieścia lat. Napisy zostały uszkodzone przez wodę gruntową, a badania archeologiczne wykazały konieczność rozległych prac budowlanych. Rekonstrukcję ukończono po 1989 roku, synagogę ponownie otwarto w 1992 roku, a odtwarzanie imion ofiar trwało do 1995 roku. Podczas powodzi w 2002 roku woda ponownie wdarła się do budynku i zalała nawę do wysokości około 1,3 metra. Po renowacji synagogę otwarto w 2003 roku.