Renowacja W 2008 zapadła decyzja o odbudowie synagogi. W budynku mieści się muzeum upamiętniające życie w typowym sztetlu – polsko-żydowskim miasteczku. Projekt opracowało biuro Nizio Design International. Odrestaurowana synagoga obrazuje kilkaset lat historii Żydów w Chmielniku, a także życie w typowym przedwojennym sztetlu, przy użyciu nowoczesnych środków wyrazu.
Projekt oparto na dwóch bryłach. Pierwsza symbolizuje światło, czyli wspólne życie Polaków i Żydów przed wybuchem wojny, druga cień, czyli Holokaust. Pierwsza, metalowa w kształcie sześcianu, znajduje się we wnętrzu synagogi. Jej dachem jest scena, na której odbywają się różnego rodzaju koncerty, przedstawienia teatralne i wystawy. Wokół sześcianu powstała ścieżka. Na zewnątrz budynku znajduje się druga bryła, tzw. Dom Cienia symbolizujący zagładę Żydów. W dawnej sali modlitw została zrekonstruowana ze szkła XVIII-wieczna bima, która stała w synagodze do wybuchu II wojny światowej.