Żydzi wznieśli synagogę niedługo po przybyciu do Bobowej, przed 1778 rokiem. Na obecny jej wygląd wpłynął wielki pożar, który zniszczył miasto w 1889 r. oraz dewastacje poczynione przez Niemców w czasie II wojny. Wkrótce po wojnie została ona odbudowana, jednak w czasach PRL służyła jako pomieszczenie dla warsztatów szkolnych.

Budynek znajduje się w pobliżu rynku, przy obecnej ulicy Żydowskiej. Zbudowany jest na planie kwadratu z prostokątną przybudówką. Wielka sala modlitewna wykonana została z kamienia, nakryta dziesięciopolowym sklepieniem wspartym na czterech słupach, natomiast część zachodnia – zbudowana jest z drewna. Na ścianie wschodniej sali zachowała się polichromowana dekoracja z 1778 r. o motywach roślinnych i zwierzęcych stanowiąca bogatą oprawę aron ha-kodesz - należącej do najcenniejszych zabytków żydowskiej sztuki sakralnej w Polsce. Widoczne na pozostałych ścianach malowidła odkryto niedawno. 

W 1993 r. budynek stał się własnością gminy krakowskiej. Po kilku latach, dzięki funduszom rabina Asche Scharfa z Nowego Jorku synagogę wyremontowano i w lipcu 2003 r. nastąpiło uroczyste otwarcie. Obecnie służy ona jako miejsce kultu dla przyjeżdżających tu Żydów, jest również udostępniana zwiedzającym.

Synagoga została wpisana do rejestru zabytków pod numerem  A-374 w dniu 10.04.1968 r. oraz 531 w dniu 26.02.1988 r.