Erste Nachweise jüdischen Lebens in Eisleben gibt es aus dem Jahr 1316. Doch erst 1451 wurde ein Ort erwähnt, an dem Juden in der Stadt wohnten. Der Jüdenhof war ein kleiner Platz in unmittelbarer Nähe zum Eisleber Marktplatz. Doch kaum 100 Jahre später verließen die jüdischen Bürger aufgrund des Antijudaismus der Reformationszeit die Stadt wieder. Erst Ende des 18. Jahrhunderts siedelten sich hier wieder Juden an.
Die Gemeinde wuchs schnell, so dass sie am 9. September 1814 in den Räumen eines Wohn- und Geschäftshauses in der Langen Gasse – heute Lutherstraße 25 – einen Gebetsraum einrichteten. 1850 wurde das Gebäude schließlich zur Synagoge umgebaut. Es wurden zwei neue Obergeschosse in Fachwerkbauweise errichtet, wo sich unter anderem der Betsaal und die Frauenempore befinden.
Während der Zeit des Nationalsozialismus schrumpfte die jüdische Bevölkerung in Eisleben erneut stark. 1938 enteignete der Staat die jüdische Gemeinde und die Synagoge wurde Privateigentum. In den 1950er Jahren erfolgte der Umbau zu einem Wohnhaus. Erst im Jahr 2002 konnte die Stadt Eisleben das Haus auf Initiative des Fördervereins „Eisleber Synagoge e. V.“ erwerben, um die Synagoge als regionales Kulturdenkmal zu bewahren.