Начата постройкой в 1887 г. в виде купольной базилики по проекту Семёна Эйбушитца с разрешения генерал-губернатора Москвы князя Владимира Долгорукова.
Строительство остановлено по требованию прокурора Синода Константина Победоносцева по причине "оскорбления чувств православных". Проект был изменён, здание достроено без купола и части спорного декора.
Тем не менее с приходом на место генерал-губернатора Великого князя Сергея Александровича Гольштейн-Готторпа в 1891 г. открытие синагоги было запрещено, здание приспособлено под училище-приют.
После революции 1905 г. с принятием манифеста о свободе совести московские власти разрешили открыть синагогу (1 июня 1906 г.).
Хоральная синагога продолжала свою работу и при СССР.
В ходе реконструкции 2000-х гг. здание получило изначальное купольное завершение со звездою Давида.
Объект культурного наследия народов РФ регионального значения. Рег. № 771420350390005 (ЕГРОКН).