Bár a Lajos utcai épület helyén már a rómaiak is építkeztek, zsinagóga itt csak 1732 óta állt.  Ez a földterület akkoriban a Zichy család birtoka volt, akik egy örökösödési vita miatt hamar lerombolták az imaházat. Nem sokkal később, 1769-ben egy újabb, barokk stílusú zsinagógát avattak a területen. Ez a korábbinál szebb és igényesebb volt, de mivel nem vették figyelembe, hogy a Duna árteréről van szó, az épület ötven év alatt életveszélyessé vált.

A harmadik, ma is álló zsinagóga 1821-ben készült el, és a legnagyobb volt a Habsburg Birodalom területén. A klasszicista és barokk jegyek, amelyek kora egyik legszebb templomává tették, az 1900-as felújítás során szecessziós elemekkel egészültek ki.  A XX. század elején még több mint 5 ezer főt számláló, virágzó óbudai zsidó közösséget szinte felszámolta a vészkorszak terrorja. Háromezren vesztették életüket a holokausztban, és a Lajos utcai zsinagóga is súlyosan megrongálódott.

A maroknyi, életben maradt hívőtől az 1960-as években vették el az egyre rosszabb állapotban lévő épületet, amelyből az államosítás után először textilmúzeumot akartak csinálni, majd a Magyar Televízió vette birtokába. A raktározás mellett stúdiónak is használták, és állítólag itt forgatták a Süsü, a sárkány című bábfilmsorozatot, illetve a Legyen ön is milliomos vetélkedő epizódjait. Bár belül teljesen átalakították a zsinagógát, szerencsére a falai épségben megmaradtak.

Az Egységes Magyarországi Izraelita Hitközség felújította és 2010-ben felavatta a templomot. Azóta itt nem csak imaház működik, hanem a közösség tagjai együtt ünnepelnek, kulturális és gyerekprogramokat tartanak, tanulóköröket szerveznek. A Múzeumok éjszakája alkalmából rendezett bemutató előtt koncertet volt, ami miatt alaposan át kellett alakítani a belső teret. Éppen ezért tervezték a felújítás idején az új bútorokat úgy, hogy azokat könnyen, az adott programnak megfelelőn lehessen ide-oda pakolni.

A Lajos utcai zsinagóga előzetes bejelentkezés után látogatható Óbudán.