Projekty opracowane przez Zygmunta Hendla oparte zostały na przeprowadzonych wcześniej dokładnych analizach struktury budynku i jego detali architektonicznych. Swoją koncepcję Hendel opracował, wykorzystując renesansowy charakter synagogi z czasu jej przebudowy przeprowadzonej w latach 1556–1570. Prace restauracyjne połączone z częściową przebudową miały nadać budowli stylistyczną i estetyczną integralność z podkreśleniem neorenesansowego detalu architektonicznego.
Zygmunt Hendel zamierzał uwypuklić attykę budynku, która miała zostać podkreślona ozdobnym grzebieniem z wolutami i dzbanuszkami oraz czterema sterczynami w narożnikach, a także zaprojektował dwa portale babińca, które otrzymały formę zbliżoną do aediculi. Neorenesansową formę otrzymał również portal głównego wejścia, którego kształt powstał w oparciu o formę portalu prowadzącego z przedsionka synagogi do głównej sali modlitewnej. Hendel opracował też projekt przebudowy elewacji zachodniej, gdzie głównym elementem kompozycyjnym była neorenesansowa loggia. W jej projekcie wykorzystał motyw kolumn jońskich z dzbanuszkami, które nawiązywały m.in. do loggii Sukiennic czy arkad trzeciej kondygnacji krużganków wawelskich. Całość kompozycji dopełniał kasetonowy strop, w którego pola zamierzono umieścić rozety.