Installée depuis 1865 dans l'ancien auditoire de la rue du Château (rue René-Herr), la synagogue fut transférée boulevard de la Motte dans les locaux de l'ancienne chambre des notaires, après leur acquisition en 1887 par le consistoire israélite de Lille, dont dépendait Épernay. Les travaux d'adaptation furent réalisés en 1889-1890 par l'architecte sparnacien Henri Clouet, avec la collaboration du sculpteur Richard. Le bâtiment initial fut conservé et une nouvelle façade, de style néo-byzantin, fut construite. En raison de l’étroitesse du bâtiment, l’arche sainte, placée comme il se doit dans l’axe de l’entrée, s’en trouva ainsi très proche et orientée vers le nord. Le grand rabbin de France, Zadoc Kahn, inaugura l'édifice le 8 septembre 1890.
La façade sur le boulevard de la Motte comportait à l'origine un porche d'entrée monumental dans-oeuvre, composé d'un rentrant en demi-lune abrité sous une voussure concave en plein-cintre. A la base de cette dernière se trouvait une inscription hébraïque, qui combinait un verset biblique (Psaume 93, 5) et la datation en hébreu : « Infiniment sûrs sont tes témoignages ; à ta maison appartient la sainteté, ô Seigneur, pour la durée des temps (5) 561» (trad. Zadok Kahn, 1899).
La synagogue fut sérieusement endommagée par les bombardements de juillet 1918. Lors de sa restauration, elle fut agrandie, par l'acquisition du bâtiment qui se trouvait derrière et l'entrée fut reportée sur le côté (rue Placet). Le porche fut fermé, les fenêtres rétrécies et la toiture modifiée. Une cérémonie de reconsécration eu lieu le 14 juin 1925.
