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 pierres tumulaires juives y ont été découvertes entre 1885 et 1900.
Il y avait au Moyen Âge de célèbres médecins juifs, parmi lesquels Salomon de Baûme et Elie Sabbat. Le 14e siècle vit une série d’expulsions et de réintégrations, 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.
En mai 2024, la ville de Dijon a rendu hommage aux personnes arrêtées, puis déportées, lors de la rafle du 26 février 1942, en inaugurant trois pavés de la mémoire. Les descendants des onze déportés ont participé à la cérémonie. Un projet porté par un professeur d’histoire contemporaine au lycée international Charles de Gaulle. Ses élèves l’ayant accompagné dans un travail de recherche sur les victimes de cette rafle, permettant cet hommage.
Le 18 septembre 2026 a été signé une convention ouvrant une nouvelle étape dans la restauration de la synagogue de Dijon entre l’Association Cultuelle Israélite de Dijon et la Fondation du patrimoine. Une démarche entreprise suite notamment à la chute de pierres provenant de l’édifice et atteignant la voie publique à cause de fissurations et d’érosions. Inscrite au titre des Monuments historiques depuis 1989, la synagogue de Dijon a été sélectionnée comme site départemental de Côte-d’Or pour l’édition 2026 de la Mission Patrimoine, confiée à Stéphane Bern et déployée par la Fondation du patrimoine avec le soutien du ministère de la Culture et de FDJ United. Ce qui permet d’apporter une aide supplémentaire au financement du chantier. La réouverture permettra au public de mieux connaitre ce bâtiment qui est aussi un lieu important du patrimoine dijonnais.