La présence juive libournaise semble dater au moins du 16e siècle, et est authentifiée lorsque l’existence d’une salle de prière est mentionnée, rue de Périgueux, au 18e siècle. Néanmoins, le lieu de culte où les juifs se réunissaient au siècle suivant dans une maison de la rue Lamothe.
En 1840, la population juive libournaise est estimée à 77 personnes sur une population totale de 9 714 habitants. Les responsables cultuels sont alors Jacob Lopez et Lazare Brunswick.
L’inauguration de la synagogue libournaise date de 1847. Plus précisément, le 3 septembre, jour de célébration de Rosh Hashanah lors d’un office dirigé par David Marx, grand rabbin de Bordeaux.
Fermée en 1912, la synagogue le demeure la plupart du temps, notamment pendant la Seconde Guerre mondiale. Les rouleaux de la Torah étant conservés dans une maison de Bordeaux puis remis en 1950.
Suite à la venue de juifs d’Afrique du Nord à partir des années 1960, la synagogue est rouverte en 1962.