W połowie XIX w. stanowiły własność rodziny Balcerów, ale w latach 30. XX w. były już posiadaniu kahału.
XX w. Podczas II wojny światowej hitlerowcy doprowadzili do znacznej dewastacji wnętrza synagogi oraz bezpowrotnego przepadku jej cennego wyposażenia. Zniszczeniu uległo kolebkowe sklepienie głównej sali wraz z polichromią, bima, a sala dla kobiet przestała istnieć. Przetrwała duża, mosiężna menora z tej bóżnicy, bowiem została przewieziona na Wawel i tam zdobiła pomieszczenia zajmowane przez Hansa Franka.
W 1951 planowano przebudować synagogę na cele Teatru Lalki, Maski i Aktora Groteska, lecz plany spełzły na niczym. W 1961 powrócił plan przebudowy bóżnicy. Połączono ją z sąsiednim budynkiem poprzez wykucie drzwi na ścianie wschodniej obok aron ha-kodesz, a zabytkową skarbonę przeniesiono do klatki schodowej dołączonego budynku. Synagogę przykryto nowym, dwuspadowym dachem o przeszklonych szczytach. Podczas tej przebudowy zmieniono formę dachu – kalenica została wbudowana prostopadle do ulicy, a nie jak wcześniej – równolegle.
W 1966 roku synagoga została przekazana Pracowni Konserwacji Zabytków. W głównej sali modlitewnej zabezpieczono i zakonserwowano zabytkowe XVII-wieczne polichromie. Prace adaptacyjne zakończono dopiero w 1971.
Pod koniec lat 90. XX w. Pracownie Konserwacji Zabytków opuściły obiekt.