Wielka synagoga jest jednym z trzech zachowanych budynków dawnego zespołu synagogalnego gminy żydowskiej we Włodawie. Wzniesiona została w latach 1764 - 1774 w miejscu pierwotnie drewnianej ze środków finansowych gminy oraz częściowo funduszy rodziny Czartoryskich, ówczesnych właścicieli Włodawy. Wymurowana w stylu późnego baroku, pierwotnie jednokondygnacyjna na rzucie prostokąta, w części środkowej podpiwniczona. W II-giej połowie XIX w. częściowo przekształcona przez dobudowanie nad przedsionkiem drugiej kondygnacji oraz dwóch narożnych alkierzy.
Układ architektoniczny choć typowy dla poszczególnych obiektów synagogalnych, jednak z uwagi na ciekawe rozwiązanie elewacji frontowej, zbliżony do fasad pałacowych. Po obu jej stronach usytuowano parterowe babińce zwieńczone grzebieniastą attyką. Nad przedsionkiem położony trzeci babiniec, do którego przy1egają narożne alkierze podtrzymywane arkadami.Wnętrze sali modlitw zwieńczone jest dziewięciopolowym sklepieniem kolebkowo-krzyżowym, wspartym na czterech stylizowanych jońskich kolumnach, miedzy którymi stała niegdyś bima.
Jedynym zachowanym wyposażeniem sali modlitw jest neobarokowy aron ha-kodesz (szafa ołtarzowa) z 1936 r. wykonany w stiuku i polichromowany. Pierwotnie drewniane wyposażenie spłonęło bowiem podczas pożaru w czasie I wojny światowej. Gruntownie odrestaurowane po 192Or., kiedy to została wykonana na nowo cała wewnętrzna stolarka. Część ołtarza flankowana dwoma pilastrami przyściennymi, której dekoracje stanowią pięcioramienne świeczniki i wić roślinna.
W środku szafa na Torę, żelazną kratą zamykająca pomieszczenie na rodały. W szczycie nad szafą dwa gryfy w roli cherubów adorujące symboliczne tablice przymierza w formie dwóch świetlików okiennych. Poniżej wizerunek menory, a nad nim tekst: ,,Skłonię się ku świętemu przybytkowi Twemu, w bojaźni przed Tobą" (Psalm 5,8). Dekoracyjne elementy aron ha-kodesz korespondują z treściami płaskorzeźb w medalionach na sklepieniach. Przedstawiają one popularne w żydowskiej mistyce i sztuce zwierzęta o szerokiej symbolice religijnej.
W okresie okupacji w latach 1939-1944 budynek pełnił rolę niemieckiego magazynu wojskowego. Zupełnemu zniszczeniu ulęgło wówczas cale wewnętrzne wyposażenie. Po wyzwoleniu użytkowana również jako magazyn miejscowej spółdzielni. Dopiero w latach sześćdziesiątych miasto podjęło pierwsze prace konserwatorskie, przeznaczając budynek na potrzeby miejscowego muzeum. Remont budynku ukończono w lipcu 1983 roku.

Drugim obiektem jest Mała Synagoga pochodząca z końca XVIII wieku, wymurowana z cegły na rzucie prostokąta. Wewnątrz kwadratowa sala męska z przedsionkiem i babińcem ponad nim.Po 1939 roku użytkowana jako magazyn i sklep. Remont kapitalny i przebudowę wnętrza zakończono w 1998 roku Wewnątrz zachowała się wnęka na aron ha-kodesz i fragmenty polichromii wymagające zabezpieczenia i konserwacji.

Bet ha-midrasz (hebr. dom studiów religijnych) jest trzecim zachowanym obiektem. Wymurowany na planie prostokąta, składał się wewnątrz z dwóch pomieszczeń, z których jedno było sa1ą modlitw oraz poddasza. Znaleziona w trakcie remontu tablica fundacyjna datuje budynek na rok 1927 lub 1928. Odrestaurowany w końcu lat 80-tych.

Wszystkie trzy obiekty stanowią zespół budynków Muzeum Pojezierza Łęczyńsko- Włodawskiego od polowy 1983 roku, które oprócz zbiorów typowych dla tego rodzaju placówek regionalnych (archeologii, historii i etnografii) prowadzi i ciągle rozbudowuje dział judaików prezentując część z posiadanych zbior6w na stałych i czasowych ekspozycjach - muzealnych.