V Holešově byla židovská obec (ghetto) již v 15. století. Židovská obec si vybudovala také původní dřevěnou synagogu, ale ta při požáru v roce 1560 shořela. Proto si hned potom vybudovala synagogu novou, která stojí dodnes. Tato renesanční budova se v jádře dochovala do dnešní doby, i když byla v roce 1615 upravena a rozšířena přístavbou předsíně a výtvarně sjednocena vnitřními úpravami r. 1737.
Dnešní synagoga je budova dvoupatrová. V přízemí je hlavní modlitební sál v jehož středu stojí nádherně zdobené pódium – bima, odkud se četla Tóra, případně se odsud vyhlašovala nařízení a soudní výroky. Bima holešovské synagogy pochází snad z nedalekých Dřevohostic, odkud byl přenesen po zániku tamější náboženské obce a představuje jemnou kovotepeckou práci druhé třetiny 18. století. Jižní stěna hlavního sálu je nad přísálím otevřena dvěma otvory do ženské galerie, která se nachází v prvním patře budovy. V této místnosti se dochovaly zlomky nástěnných hebrejských liturgických textů, lemovaných lištami s ovocným a květinovým dekorem. Nad ženskou galerií se nachází místnost, která byla původně školou a je přístupná samostatně strmým schodištěm. V této místnosti se nachází nádherně zdobený dřevěný strop, obsahující květinové, ovocné a zvířecí motivy, pocházející z roku 1737.
V dnešní době je v ženské galerii i v bývalé židovské škole umístěna expozice Židé a Morava, seznamující návštěvníky s historií Židů na Moravě od nejstarších zmínek po druhou světovou válku. Druhá část expozice seznamuje s židovskými památkami, které dnes na Moravě existují nebo dříve existovaly. V obou těchto místnostech jsou také vystaveny předměty, které se používají k bohoslužbám i k běžnému životu. Veřejně přístupné bohoslužby se v holešovské synagoze konají jen o Týdnu židovské kultury.