Po zakończeniu wojny budynek synagogi przez wiele lat stał opuszczony i stopniowo popadał w ruinę. W międzyczasie okoliczna ludność wyniosła z synagogi wiele elementów wyposażenia, rozebrano podłogę oraz zniszczono drzwi i okna. W 1952 władze miejskie, za zgodą Kongregacji Wyznania Mojżeszowego w Lublinie, podjęły decyzję o rozbiórce synagogi. Wkrótce jednak wobec braku pieniędzy zmieniono decyzję. W 1953 rozpoczęto remont, który trwał do 1964.
W trakcie tych prac m.in. zastąpiono drewniany strop głównej sali modlitewnej kasetonowym stropem żelbetowym, odrestaurowano również bimę i aron ha-kodesz. Rozebrano wówczas zniszczoną dobudówkę mieszczącą sień i babiniec, a w jej miejscu wzniesiono nowy dwukondygnacyjny budynek. Po zakończeniu remontu, w 1966 synagoga została przeznaczona na siedzibę Muzeum Lubelskiego Zagłębia Węglowego. Do 2014 mieściło się tutaj Muzeum Judaistyczne.
W latach 1991–1992 remontowi poddano dach, wymieniono jego pokrycie i dokonano rozbiórki części skarpy w narożniku północno-zachodnim. W 1993 poddano renowacji kolumny bimy. W 1994 odsłonięto i zakonserwowano polichromie na bimie i aron ha-kodesz.