Die jüdische Gemeinde Poppelsdorf ließ ab 1901 an der Ecke Bennauerstraße und Jagdweg eine neue, größere Synagoge nach den Plänen des Bonner Architekten Wilhelm Weinreis errichten. Sie ersetzte die 1852 in einem umgebauten Fabrikgebäude eingerichtete frühere Synagoge.

Der im maurischen Stil gestaltete Neubau wurde im Mai 1902 eingeweiht. Im Gegensatz zum äußeren Erscheinungsbild war der Innenraum schlicht gestaltet. In der Synagoge fanden etwa 100 Männer Platz; auf der Empore konnten rund 65 Frauen sitzen. 

Anfangs gehörten die Poppelsdorfer Jüdinnen und Juden zur Synagogengemeinde Bonn. Seit 1875 bildeten sie eine eigenständige Kultusgemeinde, der auch die Jüdinnen und Juden aus Dottendorf, Duisdorf, Ippendorf, Kessenich und zeitweise aus Endenich angehörten.

Am 10. November 1938 schlugen SS-Männer die Tür ein und setzten die Synagoge in Brand. Das Gebäude brannte bis auf die Außenmauern nieder. Die Feuerwehr griff nicht ein, sondern schützte lediglich die angrenzenden Häuser. Im März 1939 wurde die Ruine abgetragen. Das Grundstück diente danach zunächst als Müllkippe.

Seit 1963 erinnert ein Gedenkstein aus Granit in einer kleinen Grünanlage an die zerstörte Synagoge. Zum 50. Jahrestag des Novemberpogroms 1938 wurde der Gedenkstein im Jahr 1988 durch eine steinerne Menora – einen siebenarmigen Leuchter, der zu den wichtigsten religiösen Symbolen des Judentums gehört – ergänzt.