Architektura mały|lewo|Synagoga na fotografii C. Lieberta thumb|250px|Tablica pamiątkowa na placu Grunwaldzkim Murowany budynek synagogi wzniesiono na planie prostokąta w stylu mauretańskim. Wewnątrz w zachodniej części znajdował się prostokątny przedsionek, z którego wchodziło się do obszernej głównej sali modlitewnej. Otaczały ją z trzech stron galerie dla kobiet, z czego na ścianie zachodniej znajdowały się dwie ich kondygnacje, z których wyższa była przeznaczona dla chóru. Wsparte były na żeliwnych kolumnach z mauretańskimi głowicami i obramione również żeliwnymi arkadami. Wchodziło się na nie przez osobne wejścia i klatki schodowe umieszczone po obu stronach przedsionka. Na ścianie wschodniej znajdował się bogato zdobiony, bizantyjsko-neoromański Aron ha-kodesz, zwieńczony tablicami Dekalogu.
Fasada główna była zwieńczona dwoma wieżami z cebulastymi kopułami, między którymi znajdował się ryzalit zwieńczony tablicami Dekalogu. W narożnikach wież oraz ściany wschodniej znajdowały się sterczyny zwieńczone kopułkami.