Петербургская Большая хоральная синагога находится в Коломне, где во второй половине XIX века проживало две трети еврейского населения города. Еврейская община имела молельные дома в разных частях города, но синагоги в Петербурге долго не было. С просьбой о строительстве последней к властям обращались не раз.
Разрешение императора Александра II было получено в 1869 году. При этом синагога должна была быть построена так, чтобы в ста метрах от неё не находилось ни одного православного храма, ни одной правительственной трассы. Её облик не должен был отличаться особой роскошью. После открытия синагоги в Петербурге должны были быть закрыты все другие еврейские молельные дома.
В конкурсе на строительство синагоги участвовали известные архитекторы. Семь лет велись дискуссии относительно стиля, в котором строился бы храм. Главную роль в споре играло мнение художественного критика Василия Стасова, который считал, что зданию нужно придать арабо-мавританский стиль. Экспертная комиссия выбрала проект И. И. Шапошникова и Л. И. Бахмана. Он был скорректирован Александром II в сторону уменьшения высоты купола с 65 до 45 метров. Также был убран второй купол, сокращено число мест для верующих.
Для строительства петербургской Большой хоральной синагоги выбрали участок между Большой Мастерской и Офицерской улицами. Строительством руководил Алексей Васильевич Малов, так как Лев Исаакович Бахман отказался работать по изменённому проекту. Работы велись на пожертвования верующих. Большую часть средств дали меценат Поляков и первый председатель еврейской общины барон Гинзбург.
Строительство велось 10 лет. Освящение храма состоялось 8 декабря 1893 года. Тогда же барон Гинзбург подарил храму арон кодеш для хранения священных свитков Торы. В 1909 году у здания появилась ажурная чугунная решётка с национальным орнаментом и звездой Давида над входом.
В советское время синагога не закрывалась. В конце ХХ века была проведена реставрация храма.