В 1869 году инициатор строительства, еврейская община Петербурга, получила разрешение императора Александра II на строительство синагоги. Проектировали сразу две синагоги — Большую и Малую; они выполнены в арабо-мавританском стиле.
Хоральная молельня (так называемая Малая синагога) была открыта в 1886 году, а в 1893 году состоялось открытие Большой Хоральной синагоги. Вестибюль синагоги известен уникальной акустикой.
Санкт-Петербургская синанога является самой большой в России и второй по величине в Европе. В 2000-2005 гг. проведена реставрация здания.