Synagoga byla postavena v novorenesančním slohu s maurskými prvky. Stavba byla trojlodní, bazilikálního typu, s širokými ženskými galeriemi na sloupových arkádách a s vnějším ochozem kolem celé budovy. Nad hlavním průčelím do Sázavské ulice, jemuž vévodilo mohutné růžicové okno s Davidovou hvězdou uprostřed, desky Desatera na vršku tympanonu a falešný portikus, se tyčily dvě vysoké, osmiboké věže zakončené cibulovitými báněmi s lucernami. Skutečný vstup do synagogy ale vedl dvěma průjezdy v postranních budovách rabínského domu a židovské školy do ochozu okolo budovy.
V interiéru byl jako stavební obklad použit různobarevný mramor a barevné vitráže se starozákonními motivy. Sedadla byla vyřezávaná ze dřeva, v hlavní lodi v několika sekcích za sebou. Kapacitou přes 2000 míst to byla největší synagoga v Praze a patřila k největším na světě. Velikostí byla srovnatelná zhruba s kostelem svaté Ludmily na blízkém náměstí Míru či s plzeňskou Velkou synagogou. Náklady na zbudování synagogy činily 800 000 zlatých.
Templ byl reformního ritu, s varhanami a pěveckým sborem. Jako rabín zde působil Dr. Gustav Weiner, který byl také učitelem náboženství a překladatelem, vydal např. "Českou Hagadu".
Jako synagoga a komunitní centrum sloužila Vinohradská synagoga až do okupace, kdy byla podobně jako řada jiných židovských staveb přeměněna na skladiště, v němž byl skladován nábytek zabavený deportovaným Židům. [2]
