Pierwszy przygotowany projekt, w stylu neokolasycystycznym, którego autorem był ponownie Marnotte, został uznany za zbyt wystawny przez władze miasta, które zaakceptowały dopiero drugą wersję wyglądu synagogi. Całość prac budowlanych kosztowała ponad 145 tys. franków, z czego 10 tys. przekazały władze państwowe, zaś 70 tys. zebrano z dobrowolnych wpłat członków gminy. Resztę kosztów pokryto z kredytu. Otwarcie synagogi, sfinansowane przez bankiera Veil-Picarda (który wcześniej wpłacił 20 tys. franków na budowę), było wielką uroczystością, połączoną z bezpłatnym obiadem dla ubogich rodzin katolickich i protestanckich z Besançon.
W czasie II wojny światowej synagoga nie doznała strat.
Architektura Synagoga reprezentuje styl mauretański, z charakterystycznymi motywami geometrycznymi w obramowaniach okien i płaskorzeźbach oraz z niewielkimi kopułami w dwóch narożnikach czworobocznego budynku oraz jedną większą, położoną ponad fasadą. Ostrołukowe okna synagogi wypełna zespół 24 witraży.