W tym samym roku budynek został przekazany Spółdzielni Pracy Ozdób Choinkowych „Szkło”.
W latach 1964–1967 synagoga została gruntownie wyremontowana oraz odrestaurowana i przeznaczona na siedzibę Miejskiej Biblioteki Publicznej im. Adama Próchnika. W 2019 bibliotekę przeniesiono do nowej siedziby, a synagoga pełni funkcję tymczasowej siedziby Archiwum Państwowego w Piotrkowie Trybunalskim – UM Piotrków Trybunalski..
Na ścianie synagogi znajduje się tablica pamiątkowa z treścią w językach polskim, hebrajskim, jidysz i angielskim: „W tym budynku mieściła się kiedyś Wielka Synagoga. Ta tablica poświęcona jest pamięci Żydów piotrkowskich zamordowanych przez okupantów hitlerowskich w latach 1939–1945”.
Budynek wpisany jest do rejestru zabytków pod numerem 661 z 11.09.1967. Znajduje się też w gminnej ewidencji zabytków miasta Piotrkowa Trybunalskiego.
Architektura Murowany i orientowany budynek synagogi wzniesiono na planie prostokąta. Wewnątrz w zachodniej części znajduje się płytki przedsionek, z którego wchodzi się do głównej sali modlitewnej.