W latach 1943–1944 jako malarz dekoracji pracował tu jawnie Tadeusz Kantor.
Po zakończeniu wojny w synagodze przez pewien czas mieściły się magazyny miejskie. W 1946 roku zniszczoną bożnicę planowano przebudować na świątynię Polskiego Narodowego Kościoła Katolickiego. W międzyczasie nad zniszczonym Aron ha-kodesz powieszono krzyż. Plany przerobienia synagogi na kościół spełzły na niczym, ze względu na protesty Kongregacji Wyznania Mojżeszowego w Krakowie, która starała się odzyskać synagogę.
W latach 50. XX w. budynek przejął Związek Polskich Artystów Plastyków, który go wyremontował i urządził w nim pracownię rzeźbiarską, którą użytkowano do 1969. W połowie lat 70. synagoga została opuszczona i stopniowo popadła w ruinę. W 1981 w synagodze wybuchł pożar, który spustoszył jej wnętrze. W 1989u bóżnica została zwrócona krakowskiej gminie żydowskiej.
W latach 1983–1996 przeprowadzono rozległe prace konserwatorskie i remontowe, podczas których odkryto bezcenną polichromię z XVII w., na którą składają się teksty modlitw, odmawianych podczas poszczególnych świąt oraz nazwiska fundatorów poszczególnych inskrypcji.