Tot 1879 werden de godsdienstoefeningen van de joodse gemeente gehouden in de huissynagoge aan de Westerstraat te Obergum. Besloten werd een eigen synagoge te bouwen aan de Schoolstraat. Het bescheiden gebouwtje, opgetrokken in de zgn. ‘Waterstaatstijl’, is een typisch voorbeeld van een mediene synagoge. Tot 1934 zijn hier de joodse erediensten gehouden. De joodse gemeente was toen te klein voor de synagoge. Vanaf 1935 werd het gebouw verhuurd aan de Moderne Winsumer Bestuurdersbond, die door aankoop in 1940 eigenaar werd. De bond vernoemde het verenigingsgebouw naar de socialistische Joodse voorman Nathan (Nardus) Albert de Vries (Winsum, 1878 – Groningen, 1924): het N.A. de Vriesgebouw. De exploitatie is in de loop der tijd overgenomen door het NVV, later de FNV.
Bij een verbouwing in 1965 vond een ingrijpende wijziging plaats, waarbij bijna alle bijzondere eigenschappen die nog herinnerden aan de oude synagoge verdwenen. In 2009 werd de exploitatie door de FNV beëindigd en het gebouw overgedragen aan de ‘Stichting Behoud Synagoge Winsum’, die zorgde voor restauratie in de oorspronkelijke staat (2011). Zo zijn bij deze restauratie het oorspronkelijke tongewelf en de vrouwengalerij hersteld. Het mikwe is zichtbaar gemaakt onder een glazen plaat in de vloer. De synagoge is een gemeentelijk monument.
In 1993 is er tegen de oostzijde van de synagoge een Joods oorlogsmonument aangebracht naar een ontwerp van Jan Buwalda. Het monument bestaat uit twee glazen panelen waarop de namen zijn vermeld van de dertien slachtoffers uit Winsum die in 1942 zijn vermoord in Auschwitz. Op het rechterpaneel staat een tekst die is ontleend aan Jozua 4:6-7.
Ter nagedachtenis aan N.A. de Vries is in de tuin die grenst aan de noordzijde van de synagoge in 2012 de N.A. de Vriesboom geplant.