У 17 стагоддзі горад Быхаў, што цяпер належыць Магілёўскай вобласці, быў прыватнай тэрыторыяй і кіраваўся знакамітым у Беларусі родам Сапегаў. К пачатку стагоддзя гісторыкі адносяць і з'яўленне ў межах горада габрэяў. У 1620-х гадах у паўночна-заходняй частцы Быхава з'явіўся новы каменны будынак. Развіваючая ў гэты ж час габрэйскай абшчыне гарадское кіраванне будавала сінагогу.

У тую эпоху ў кожнай буйнай абшчыне былі каменныя сінагогі, і з гэтага часу ў быхаўскіх габрэяў таксама быў свой храм. Тады сакральная архітэктура Беларусі ўсё часцей звярталася да выкарыстання абарончых рыс у будаванні і афармленні пабудоў. Такім чынам у будынку не толькі вяліся набажэнства, ён яшчэ і выконваў функцыі абарончай крэпасці, якая павінна была абараняць горад у выпадку нападу ворага. У прыватнаўласніцкім Быхаве будынку сінагогі, відаць, таксама адводзілася такая роля. Абараняць горад з будынка сінагогі даводзілася ў сярэдзіне 17-пачатку 18 стагоддзяў.

Таўшчыня сцен Быхаўскай сінагогі складае парадку 2 метраў, памеры цэнтрычнай пабудовы – 20х21 метр. Адзін з кутоў прастакутнага будынка замяняе сабой цыліндрычная вежа, яна як бы выступае наперад, за межы асноўнага падмурка. Гэта кажа пра тое, што будынак мог выкарыстоўвацца як крэпасць. Таксама сярод найбольш вядомых асаблівасцяў, характэрных абарончым рысам – вокны-байніцы, размешчаныя на некалькіх ярусах. Вокны ў быхаўскай сінагозе пасаджаны досыць высока ад узроўню зямлі.

У 17 стагоддзі ва ўладаннях Сапег на валынскіх землях будаваліся архітэктурна падобныя сінагогі. Гэта наводзіць даследнікаў на думку, што ў будаванні гэтых будынкаў і сінагогі ў Быхаве бралі ўдзел адны і тыя ж дойліды.

Будынак быхаўскай Сінагогі адносяць таксама да будынкаў замкавага тыпу, усё дзякуючы строгасці і лаканічнасці формаў і аб'ёмаў пабудовы. Сцены выглядаюць вельмі проста, з упрыгожванняў – толькі ледзь заўважнае рэльефнае аздабленне, якое праразаюць доўгія прастакутныя вокны-аркі. Выразнасці надае высокі, выбудаваны над карнізам парапет, у архітэктуры званай атыкай. Ён накрывае сабой асноўны фасад, а потым пераходзіць на вежу, у верхнім ярусе якой знаходзяцца нішы для байніц. Ёсць меркаванне, што менавіта атыка павінна была стаць асноўнай абарончай пляцоўкай.

Нягледзячы на сціплае вонкавае ўбранне, усярэдзіне сінагога выглядала даволі раскошна і багата. Раней яе інтэр'еры ўпрыгожвалі роспіс і ляпніна.

У Старым Быхаве будынак сінагогі знаходзіўся ў асобным квартале, размешчаным практычна ў цэнтры горада. Адсюль можна было хутка дайсці да гандлёвай плошчы і гарадскога вала, на якім стаялі Магілёўскія вароты. Толькі габрэйская абшчына, якая з'явілася напачатку 17 стагоддзя, наперакор складанаму становішчу паступова пашыралася. У сярэдзіне 18 стагоддзя і да канца 19 яна вырасла больш чым на 2 тысячы чалавек і склала 3037 чалавек, на той момант гэта была амаль палова ўсяго насельніцтва горада. У 1880 годзе ў Быхаве было пабудавана ўжо 11 сінагог, 10 з якіх былі драўлянымі. Галоўнай лічылася каменная, пабудаваная напачатку 1620-х і захаваная да нашых дзён.

Сёння сінагогу ў райцэнтры Быхаў вельмі лёгка пазнаць: каменная пабудова ўжо даўно не выкарыстоўваецца ні па прызначэнні, ні ў іншых мэтах. Старыя непафарбаваныя сцены, недагледжаны фасад і пустэча ўсярэдзіне выдаюць статус будынка: ён закінут. Быхаўская сінагога адносіцца да стылю барока і лічыцца помнікам архітэктуры пачатку 17 стагоддзя.