Projekt synagogi, jako prywatny, nie podlegał zatwierdzeniu Naczelnej Deputacji Budowlanej, ani zatrudnienia urzędowych architektów i budowniczych. Nazwisko architekta synagogi pozostaje nieznane, choć z dużym prawdopodobieństwem można stwierdzić, że był to Gustav Schultz – niemiecki architekt znany z wykorzystywania nowoczesnych rozwiązań, pracujący m.in. w Poznaniu dla niemieckich i żydowskich klientów. Budynek synagogi, zaprojektowany na planie prostokąta, usytuowano dłuższym bokiem (34 metry) do ulicy Dominikańskiej, a krótszym (32 metry) do ulicy Szewskiej. Ściany bożnicy przylegały do sąsiednich kamienic, tak że widoczna była jedynie południowa i wschodnia elewacja.
Pierwszy remont budynku przeprowadzono w latach 80. XIX wieku – prawie 30 lat od jego wybudowania. Zlikwidowano wtedy jedną z klatek schodowych i na jej miejscu umieszczono emporę organową. W latach 1883–1884, do zachodniej ściany synagogi dobudowano nową Synagogę Stowarzyszenia Przyjaciół Dobroczynności. Następny remont odbył się w latach 1912–1913 i miał dużo poważniejszy przebieg.