Збудована наприкінці XVII століття за проєктом королівського архітектора Петра Бебера, вона поєднала в собі риси ренесансної архітектури, бароко та фортифікаційного мистецтва.
Синагога була не лише духовним центром єврейської громади Жовкви, а й важливою частиною міської оборонної системи. Завдяки товстим кам'яним стінам, бійницям і розташуванню біля міських мурів вона могла виконувати функції оборонної вежі, а на її даху за потреби встановлювали артилерію.
Архітектура будівлі вражає своєю монументальністю. Центральний молитовний зал перекритий хрестовими склепіннями, які спираються на чотири масивні колони, утворюючи характерний дев'ятипольовий простір. Фасади прикрашені ренесансним аттиком із декоративною аркатурою та башточками, а в інтер'єрі частково збереглися барокове оздоблення, фрагменти настінного розпису й ніша Арон га-Кодеш, де зберігалися сувої Тори.
За понад три століття своєї історії синагога пережила пожежі, перебудови, руйнування під час Другої світової війни та десятиліття занепаду. Після війни будівлю використовували як склад, а на початку XXI століття було розпочато реставрацію. Попри те, що роботи ще не завершені, синагога залишається однією з найцінніших архітектурних пам'яток Жовкви.
Сьогодні Жовківська синагога входить до переліку найвизначніших пам'яток єврейської культури Східної Європи. Її було включено до списку об'єктів світової спадщини, що перебувають під загрозою, а її архітектура стала зразком для будівництва синагог так званого «жовківського типу» в інших країнах. Це місце, яке нагадує про багатокультурну історію Жовкви та є важливою частиною її історичної спадщини.