Nieistniejący dziś budynek głównej synagogi gminnej, zlokalizowany na placu między ulicą Synagogalną (dawną ulicą Żydowską) i Tylną, na działce oznaczonej numerem hipotecznym 32, został wzniesiony po 1810 roku. Synagoga stanowiła miejsce modlitwy i zgromadzeń religijnych, organizowano tu uroczyste nabożeństwa z okazji imienin Ignacego Mościckiego, rocznicy powstania styczniowego, odparcia najazdu bolszewików czy Święta Morza.
Pięcioosiowa fasada synagogi wysokości dwu pięter odznaczała się ciężką, bogatą architektonicznie kompozycją o wyraźnych akcentach wertykalnych, zbliżoną raczej do klasycyzmu rzymskiego niż helleńskiego. Wejście główne mieściło się w płytkiej archiwolcie, zakończonej półokrągłym łukiem z szerokim naczółkiem, opartym na pilastrach. Nad drzwiami mieściła się duża, płytko oprofilowana rozeta. Tę część fasady obejmowały dwie trójćwierciowe kanelowane kolumny, oparte na wysokich graniastosłupowych cokołach, biegnące aż do belkowania, jedynego horyzontalnego akcentu budowli. Umieszczone na zewnątrz tych kolumn, biegnące przez dwie kondygnacje, zakończone łukiem okna zdobione były bogato zwielokrotnionymi naczółkami. Okna te były oddzielone dwiema lizenami boniowanymi poprzecznie, przystającymi do trójćwierciowych kolumn, opartych wraz z lizenami na zdwojonych cokołach. Takie same lizeny z filarami stanowiły zewnętrzne zakończenie gmachu. Między filarami mieściły się po obu stronach budynku drzwi z bogato profilowanymi naczółkami, opartymi na pilastrach i takież półokrągłe okna w górnej kondygnacji. Wciśnięcie w pierzeję wąskiej ulicy dużych form architektonicznych, pozbawienie budynku gzymsu wieńczącego, podobno istniejącego i być może zniesionego w połowie XIX wieku na skutek przepisów ograniczających wysokość synagog oraz ponura, szczególnie niewłaściwa dla tej architektury olejna ciemnobrązowa malatura – poważnie zmniejszały architektoniczne efekty tej wyjątkowo ciężkiej fasady. Walory koncepcji architektonicznej obniżała także zupełnie niezsynchronizowana z budowlą półkolista kopuła z umieszczoną na niej nieproporcjonalnie małą i lekką wieżyczką, zakończoną blaszanym cebulastym hełmem. Budynek uległ przebudowie w latach dwudziestych XX wieku. Klasycystyczny charakter synagogi zgodny jest z podkreślanym w literaturze faktem, że bóżnice wznoszone były zwykle w stylu podobnym do budownictwa lokalnego, aktualnego w danym okresie, a jedynie układ wnętrza zgodny był z wymogami rytuału i obyczaju.
(K. Askanas, Sztuka Płocka, Płock 1991, s. 165-166)
W czasie okupacji hitlerowskiej budynek został wykorzystany przez Niemców na warsztat samochodowy i garaż dla autobusów. Synagoga została rozebrana w 1951 roku.
