Synagoga w Lesznie została wybudowana w latach 1796–1799 na miejscu wcześniejszej drewnianej bożnicy z 1626 r. Pozwolenie na budowę synagogi wydał biskup Antoni Onufry Okęcki. Poza środkami gminy żydowskiej w Lesznie fundusze na budowę pochodziły również z datków członków gminy i darowizn innych ośrodków.
W 1905 r. do synagogi dobudowano masyw wieżowy według projektu wrocławskich architektów Richarda i Paula Ehrlichów. Przebudowano wówczas także wnętrze – dobudowano w głównej sali modlitewnej jednopoziomową emporę dla kobiet, która obiegała wnętrze bożnicy od strony północnej, zachodniej i południowej.
Podczas II wojny światowej Niemcy zdewastowali wnętrze i wyposażenie leszczyńskiej synagogi, a sam budynek był wykorzystywany jako magazyn.
Po wojnie w opuszczonym budynku urządzono łaźnię miejską. W 1956 r. z nieznanych powodów zrzucono część wieży zwieńczonej cebulastym hełmem. W następnych latach budynek przystosowano na potrzeby magazynu (główną salę modlitewną przedzielono żelbetonowym stropem). W 1993 r. opuszczony i zdewastowany budynek przejęło Muzeum Okręgowe w Lesznie. Po kilkuletnim remoncie otworzono tutaj galerię sztuki oraz stałą ekspozycję judaików.
W dni powszednie i w soboty parkowanie w centrum miasta jest płatne.