En 1784 Louis XVI autorise les juifs de Nancy puis de Lunéville à construire une synagogue. Toutes les deux sont édifiées par l’architecte lunévillois Augustin-Charles Piroux (1749-1805). A Lunéville, le financement est assuré par le syndic Abraham Brisac (1751-1841). Les travaux durèrent du 13 juin 1784 (date portée) à septembre 1785. L’architecte s’est documenté avant de proposer son projet. Le décor sculpté au ciseau de Thouvenot manifeste l’expression de la reconnaissance envers le roi : couronne et fleurs de lys.
Après l’accroissement de la population juive dans la première moitié du XIXe siècle, l’édifice doit être agrandi, ce qui est approuvé par le consistoire en 1854 mais ne peut être réalisé qu'entre 1865 et 1870. L'abside à l'arrière est reculée, l'arche sainte déplacée et les tribunes des femmes installées sur trois côtés. La façade ne devient visible qu’après la première guerre mondiale qui causa la destruction des maisons qui la dissimulaient. Des bains rituels au sud de la synagogue sont attestés par archives en 1787 (disparus)