Neubau von 1927-29 anstelle einer älteren Synagoge von 1866, der Entwurf stammt von dem Architekten Richard Kaufmann aus Frankfurt am Main. Der Grundriß ist T-förmig. Zur Karlstraße ein Kopfteil, bei dem der Versuch zu beobachten ist, ihm trotz Einbindung in die Flucht der umgebenden Bebauung Monumentalität zu verleihen. Dabei überlagern sich Konzeptionen des Neuen Bauens der 1920er Jahre (Flachdach, Fensterschlitze) mit seit dem 19. Jahrhundert gebräuchlichen Motiven des Synagogenbaus („byzantinische“ oder „romanische“ Rundbögen). Ähnliche Diskrepanzen lassen sich auch im Verhältnis von stereometrischem Kopfbau und anschließendem Längsbau mit Satteldach und gestuften Strebepfeilern festmachen.

Im Innern umfaßt das Gebäude den Betsaal mit dreiseitiger Empore, eine Mikwe, eine Wohnung und einige weitere Räume für das jüdische Gemeindeleben.

Die Synagoge blieb 1938 vor den Verwüstungen der „Reichskristallnacht“ verschont. Die in Nauheim verbliebenen Mitglieder der jüdischen Gemeinde wurden 1942 in verschiedene Konzentrationslager deportiert und kamen dort ums Leben. Nach 1945 wurde die Gemeinde neu gegründet, wobei die Gottesdienste zunächst vor allem von amerikanischen Besatzungssoldaten jüdischer Herkunft besucht wurden. Einer notdürftigen Renovierung der Synagoge 1945 folgte 1960 ein durchgreifender Neuausbau, in der 2. Hälfte der 1980er Jahre eine Wiederherstellung unter Berücksichtigung des ursprünglichen Zustandes.