Les premières traces documentées de la présence de juifs dijonnais datent de la fin du 12e siècle.
Ils vivaient principalement rue de la Petite-Juiverie, actuellement nommée rue Piron, rue des Juifs, l’actuelle rue Buffon et rue de la Grande-Juiverie, l’actuelle rue Charrue. La synagogue se trouvait dans la première de ces rues. Un cimetière juif était situé dans l’actuelle rue Berlier. Une cinquantaine de pierre tumulaires juives y ont été découvertes entre 1885 et 1900.
Il y avait au Moyen-Age de célèbres médecins juifs, parmi lesquels Salomon de Baûme et Elie Sabbat. Le 14e siècle vis une série d’expulsions et de réintégration, comme dans d’autres villes de France, pour finir par une expulsion en 1394.
L’émancipation accordée par la Révolution française permit aux juifs de revenir sur ces terres, une immense majorité de juifs d’origine alsacienne. La population juive passe ainsi de 50 familles au tournant du 19e siècle à 400 individus au début du 20e.
La synagogue actuelle de style néo-byzantin, a été construite par l’architecte Alfred Sirodot pendant les années 1870, remplaçant celle devenue trop petite de la rue des Champs.
Une grande partie des 376 juifs dijonnais recensés en 1941 et des résistants de la ville sont victimes de la Shoah. Parmi eux, le rabbin Elie Cyper, prisonnier de guerre en 1939 qui s’évada et rejoignit la Résistance, capitaine de FFI notamment à Périgueux, qui sera déporté et assassiné en Lituanie en 1944. Une aide de la population dijonnaise et des réseaux de passeurs permit à la moitié des juifs dijonnais de fuir vers le sud.
Au lendemain de la guerre, la communauté se reconstruit notamment grâce à l’arrivée de juifs d’Afrique du Nord et d’Alsace.