Érdekes jelenségnek számított, hogy a zsidó közösségek hajlamosak voltak még nem befutott építészeket megbízni az imaházaik megtervezésével. Az építésre az elismert mérnök, Pollack Mihály és az akkor még kezdő Landherr András is pályázott. Végül, feltehetően anyagi okok miatt, Landherr kapta meg a munkát, és azt várták tőle, hogy több figyelmet fordít majd a közösség elvárásaira. Ám Pollack elképzelései is megjelentek a végeredményen, a Deák téri evangélikus templom eredeti tervei hatottak a képére. A zsinagóga jellegzetes oszlopcsarnoka a felvilágosodás, az egyenlőség és a humanizmus eszmeiségét hirdette, amely a város peremén élő zsidók számára fontos lehetett. Az óbudai zsinagóga 1820–21-es elkészülte után jelentős hatást gyakorolt a Magyar Királyság területén későbbiekben épülő imaházakra, amelyek hasonló oszlopcsarnokkal készültek több helyen is, például Csongrádon, Várpalotán és Baján. Az óbudai zsinagóga nyugati homlokzatának különlegessége, hogy az ókori szentélyek látványát idézi, illetve ez számít Pest-Buda első klasszicista portikuszának is.
Az óbudai zsinagóga barokk és klasszicista változata is úttörőnek számított a maga korában. Az előbbi kilencosztatú szerkezetével a morvaországi és galíciai zsinagógaépítészet hagyományait követte, a magyarországi zsidóság gyökereit tükrözte. Vidéki templomok sokasága követte e mintát az 1790-es évektől egészen a következő század derekáig. A kilencosztatú szerkezet középpontjában a bima, vagyis a tóraolvasásra szolgáló emelvény állt, a frigyszekrény mellett ez volt a másik szakrális középpont. Idővel azonban a zsinagógák egyre inkább a keresztény templomok építészeti sajátosságaihoz kezdtek alkalmazkodni: egy központúvá váltak, a bimától térben teljesen elkülönülő frigyszekrény került a fókuszba, miként a keresztény templomokban az oltár vagy az úrasztala. A két állapot közötti átmenet mintapéldája az óbudai, ahol a klasszicista átépítés következtében az új boltozat egyértelműen megszabta a tér hosszantiságát, de a bimát meghagyták mint térelemet. Kevésbé tudatos, ám ugyancsak jelentős változásnak számított az L alakú karzat, amelynek köszönhetően a nők közelebb kerültek a tóratekercsekhez, amelyekhez egyébként hozzá sem érhetnek. Ezt azonban nem vallási indíttatásból alakították így: az U alakú galéria túlzottan megterhelte volna a szerkezetet az átépítéskor, valamint aránytalan képet adott volna, így a protestáns templomokhoz hasonlóan az aszimmetrikus L forma mellett döntöttek.
A 19. század közepén fontos társadalmi változás történt: engedélyezték a zsidók szabad királyi városokban való letelepedését, így a vállalkozókedvűek beköltöztek a városokba, többek között Pest-Budára is, Óbuda zsidó közössége pedig fogyatkozni kezdett. A zsinagóga viszont változatlanul állt a századfordulóig, akkor is leginkább csak „szépészeti” változtatások történtek rajta. A díszítés új elemekkel gazdagodott, ilyen volt a zsinagóga ablakaiban megjelenő Dávid-csillag, amely a 19. század végén vált kedvelt motívummá a hazai zsidóság körében. Korábban csak a külső felületeken lehetett találkozni velük, általában geometrikus díszítésbe ágyazva. Ennek oka az lehetett, hogy a késő középkortól jellemzően a zsidó közösségek megkülönböztető jeleként használták, így diszkriminatív jelentéstartalommal is bírt. Miután 1895-ben kimondták az izraelita felekezet egyenlőségét, a zsidóság által használt szimbólumok is változtak, így kapott egyre nagyobb szerepet a Dávid-csillag is.
Miként a zsinagóga kialakításában, úgy az óbudai közösség 19. századi életében is egyszerre jelent meg a tradíciók őrzése és az újítások iránti nyitottság. Az Eötvös József kultuszminiszter által kezdeményezett zsidó kongresszus nyomán a neológ és az ortodox álláspont elvált egymástól, illetve létrejött egy harmadik, a status quo ante irányzat, amelyik elutasította magát a kongresszust, és saját szabályzata szerint folytatta tovább a vallásgyakorlást. Az óbudai gyülekezet csatlakozott a kongresszushoz, azon belül a tradicionális, konzervatív szárnyhoz tartozott. Erről árulkodik a zsinagóga hagyományos elrendezése, valamint az orgona hiánya is. Emellett egyik rabbijuk, Ádler Illés később a Rumbach Sebestyén utcai zsinagóga rabbija lett, amelyet sokszor egy „konzervatívabb” neológ közösség otthonaként emlegettek.