La présence juive bisontine semble dater du premier siècle, du moins elle est attestée à l’époque par des documents officiels.
Le quartier juif était historiquement autour de la boucle du Doubs. La rue Juive se situait sur l’actuelle rue Richebourg . Le cimetière juif était quant à lui situé en face de la Porte de Charmont. Les juifs bisontins furent expulsés au 15e siècle. Ils furent autorisés à y parvenir de manière très parcimonieuse.
Suite à l’émancipation des juifs par la Révolution française, la communauté juive bisontine s’y établit à nouveau. Une vingtaine de familles la constituent en 1807.
La synagogue actuelle, de style mauresque selon l’architecte Pierre Marnotte, a été inaugurée en 1869. Elle succède à une autre synagogue construite rue de la Madeleine, dans le quartier de Battant en 1831, devenue trop petite pour accueillir les fidèles.
La venue de juifs d’Alsace-Lorraine suite à la guerre de 1870 permit un accroissement de la communauté. 763 juifs bisontins sont recensés par le Consistoire en 1897. 20 soldats juifs bisontins meurent les armes à la main pendant la Première Guerre mondiale comme le rappelle un monument située à l’entrée du cimetière juif de la ville.
Si 170 familles juives bisontines habitaient dans la ville au début du 20e siècle, grâce notamment à l’arrivée de réfugiés des révolutions russes et de la montée de l’antisémitisme en Allemagne, la Shoah fit de nombreuses victimes à Besançon.
La communauté retrouva un deuxième souffle avec l’arrivée de juifs d’Afrique du Nord dans les années 1960. Le Centre Jérôme Cahen (nommé en hommage à l’ancien rabbin de la ville) a été ouvert dans les années 1970 et organise de nombreux événements liés à la culture juive.