Les plans de la troisième synagogue de Luxembourg-Ville ont été préparés par les architectes Victor Engels et René Mailliet. Les vitraux de la synagogue sont de Frantz Kinnen. La première pierre du bâtiment est le 12 juin 1951 posée sur l'avenue Monterey. La synagogue est inaugurée le 28 juin 1953 par le Grand Rabbin Charles Lehrmann en présence du Grand-duc héritier Jean. En novembre 2018, une plaque commémorative est inaugurée rue Notre-Dame en mémoire de l'ancienne synagogue détruite au cours de la Seconde Guerre mondiale.