Nach dem Zweiten Weltkrieg und der systematischen Verfolgung und Ermordung der Bonner Jüdinnen und Juden bestand die beugegründete Bonner Synagogengemeinde aus nur wenigen Beterinnen und Betern, die sich seit 1947 in einem Betraum im Haus ihres Vorsitzenden Siegfried Leopold in der Quantiusstraße 4 trafen. 1949 führte die neue Funktion Bonns als Regierungssitz der Bundesrepublik Deutschland zu einer deutlichen Vergrößerung der Gemeinde.

1956 erwarb die jüdische Gemeinde aus den Mitteln des Verkaufs des bisherigen Synagogengrundstücks an die Stadt Bonn das Ersatzgrundstück an der damaligen Wörthstraße (seit 1978 Tempelstraße) am Nordrand des Parlaments- und Regierungsviertels.

Mit dem Entwurf für den Neubau wurde der Architekt Helmut Goldschmidt (1918-2005) beauftragt. Am 9. April 1948 erfolgte die Grundsteinlegung zum Synagogenneubau. Bereits am 26. Mai 1959 konnte die Synagoge feierlich übergeben und eigeweiht werden. 1966 wurde der Gebäudekomplex erweitert. Am 8. September 1990 wurde an einem Seiteneingang ein Säulenfragment als Spolie der zerstörten Alten Synagoge mit Steintafel und Inschrift aufgestellt, die im Frühjahr 2019 auf den jüdischen Friedhof des Waldfriedhofs Kottenforst im Bonner Ortsteil Ückesdorf versetzt wurde. Am 22. Dezember 2000 erfolgte die Eintragung der Synagoge in die Denkmalliste der Stadt Bonn.

Heute (Stand 2024) zählt die Bonner Synagogengemeinde zählt rund 870 Mitglieder. Sie ist der Mittelpunkt für die im rechtsrheinischen Rhein-Sieg-Kreis lebende jüdische Bevölkerung.