Jest jedną z najstarszych synagog zachowanych w Polsce. Jest ona jedyną architektoniczną pozostałością miasta żydowskiego, obejmującego kiedyś głównie ulice: Klasztorną, Złotą, Krakowską, Gęsią, Krzywą i Słabską. Całą resztę zniszczyła ostatnia wojna, choć nie bez winy są także powojenne władze miejskie. Synagoga stała przy Placu Bożniczym od przełomu XVI i XVII wieku. Na początku naszego stulecia, kiedy była już cennym i szacownym zabytkiem, doczekała się naukowego opisu historyków sztuki.

Południową część budowli zajmowała duża sala modlitw z bimą pośrodku, kamienną trybuną, będącą miejscem do odprawiania obrzędów i czytania Tory. Wchodziło się na nią po kilku schodkach. Oświetlał bimę pająk – ciężki świecznik, zwisający z sufitu, ozdobiony orłami i koronami.

We wschodnią ścianę sali wmurowana była szafa ołtarzowa, tzw. Aron Hakodesz, dla pomieszczenia rodału. Jej obramienie stanowił renesansowy portal z trójkątnym szczytem, identyczny z podobnym w synagodze Złotej Róży we Lwowie. Z boku znajdowała się dębowa ława, na której zasiadały wyłącznie najdostojniejsze sfery żydowskie. Przywilej ten wynikał z faktu, że ta ściana świątyni była miejscem szczególnym – jej oś zorientowana była na Jerozolimę.

Sufit i ściany sali (także salek przyległych) pokrywały barwne malowidła z rysunkami roślin i fantastycznych zwierząt, także teksty modlitw. Światło dawały liczne pająki i dekoracyjne blachy – lustra, potęgujące jasność. Było też tu sporo bogatych kotar, tkanych złotą i srebrną nicią. Składali je w bóżnicy rodzice w intencji powodzenia dziecka lub na pamiątkę jego śmierci. Na poczesnym miejscu stało szerokie krzesło, bogato zdobione, używane przy obrzędzie obrzezania. Wzrok przyciągały liczne korony wykonane ze srebra, a obwiedzione szczerym złotem. Ciekawostką był zbiór około stu rodałów. Przechowywano je, chociaż były niezdatne do użytku, bo zniszczone ze starości. Ale okazywano im w ten sposób szacunek, a one same świadczyły o starożytnym rodowodzie świątyni.

Przy wejściu z przedsionka do sali głównej tkwiła w ścianie kamienna, rzeźbiona skarbona do zbierania datków. (Podobna znajdowała się w sali dla kobiet). Był jeszcze kijor, kamienne naczynie do mycia rąk.
Na zewnątrz budynku stała przybudówka ze schodami prowadzącymi na piętro, do babińca. Tu modliły się kobiety. Zaglądały do sali męskiej przez trzy wąskie okienka.

Przed synagogą rozciągał się rozległy plac, mieszczący dom modlitw, wielką studnię z kołowrotem, szkółki dla dzieci żydowskich i kompleks gmachów od zachodu, z których jeden był domem rabina. A wszystko to otaczała gęstwina domostw Żydowskiego Miasta.

We wrześniu 1998 r. historycy sztuki z Lublina i Wrocławia zbadali pozostałości wystroju malarskiego bożnicy, zachowanego w trzech salach (Wszystkich sal jest pięć). Malowidła, rozmieszczone na ścianach, sufitach i portalach, pochodzą z początku XVII w. i są być może najstarsze w Polsce.

Teren wokół synagogi otoczony jest nowym murem, w którego wewnętrzną ścianę wbudowano fragmenty starych nagrobków z cmentarzy żydowskich, odzyskiwanych przez lata z rozbiórki różnych ruder (liche domki, komórki, stodółki), do budowy których zostały niegdyś użyte. Mur spełnia rolę pomnika Pamięci o Holocauście tutejszych Żydów. Ostatnim rabinem tej bożnicy był Rapaport Szapsia, syn Abela i Tuby, urodzony w Pińczowie w 1888 r. Rabin był właścicielem drukarni, gdzie drukowano miejscową gazetę.

Nieliczne judaika przechowuje pińczowskie muzeum regionalne, m.in. XVII-wieczną Torę, z tej właśnie synagogi, zamurowaną kiedyś w ścianie i odkrytą przy demontażu ołtarza na rodały.

Odnowiony ołtarz wrócił już na swoje dawne miejsce. W bóżnicy ułożono także nową podłogę. W maju 1998 r. odbyły się w synagodze uroczystości z okazji oddania jej na cele muzealne. Mieści się tutaj oddział Muzeum Regionalnego, z ekspozycją poświęconą historii Żydów pińczowskich.