In 1642 woonden er reeds Joden in Borculo. Het aantal groeide naar 40 in 1810. Mede door de bouw van de eerste synagoge in 1840, eveneens op de huidige plek, groeide het aantal naar 100 in 1850.
Deze eerste synagoge werd in 1877 vervangen door de huidige onder architectonische leiding van architect J. te Veldhuis.

De synagoge heeft tot eind 1941 dienst gedaan als gebedsruimte voor de Joodse gemeenschap. Als gevolg van het nazisme tijdens de Tweede Wereldoorlog (1940 – 1945) werd door brandstichting eind 1941 het gebouw onbruikbaar voor gebedsdiensten. Deze diensten werden verplaatst naar de Joodse school, sinds 1925 gevestigd aan de Korte Wal in Borculo.
Een eerdere Joodse school, haaks gesitueerd tegen de achterzijde van de synagoge en waarvan nog aanwezige contouren zichtbaar zijn gemaakt in de synagoge, werd in tegenstelling tot de synagoge volledig verwoest door de stormramp die Borculo teisterde op 10 augustus 1925 en is niet herbouwd.

De synagoge is medio 2000 in eigendom verkregen door de stichting Synagoge Borculo en in 2008 grondig gerestaureerd; het naastgelegen badhuis (mikwe) werd in 2002 aangekocht. In 2001 is het complex door de Rijksdienst voor de Monumentenzorg (thans geheten Rijksdienst voor Cultureel Erfgoed) aangemerkt als beschermd monument.

Op de voormalige vrouwengalerij van de synagoge is een permanente expositie ingericht over het leven van de Joodse gemeenschap in Borculo.