Bohoslužby se v Zadní synagoze konaly do 20. let 20. století, pak budova sloužila jako skladiště Subakovy koželužny. Od 50. let, po zániku koželužen, tu byl zřízen sklad národního podniku Zelenina Třebíč a skladovaly se zde brambory. To budovu značně poškodilo.

Velká rekonstrukce synagogy pak probíhala od roku 1988 do roku 1997. Dnes je zde k vidění stálá výstava židovské kultury a je tu umístěn interaktivní model židovské čtvrti v měřítku 1:100. Ten zachycuje podobu židovské čtvrti z roku 1850. V budově synagogy se také pořádají koncerty, výstavy a jiné kulturní akce.

Interiér synagogy zdobí unikátní výmalba z počátku 18. století, která patří mezi nejkrásnější barokní výmalby na Moravě.

Se Zadní synagogou je propojen sousední dům z roku 1798, který je znám jako Dům Seligmanna Bauera. Po rozsáhlé rekonstrukci byl upraven na židovské muzeum a je součástí prohlídkového okruhu Zadní synagoga a Dům Seligmanna Bauera.