Si bien existe cierto contraste entre la sobriedad del exterior de la sinagoga y su elaborado interior, el edificio presenta no poca austeridad.
Ornados de piñas y volutas, sus capiteles denotan influencia del arte románico.
En 1260, la comunidad judía de Toledo obtuvo un permiso extraordinario del rey Alfonso X para reconstruir "la mayor y más hermosa sinagoga de España", siendo esto opuesto a una bula del papa Inocencio IV.
Ya desde sus inicios, ese templo formaba parte de las diez sinagogas toledanas consideras por Yehuda ben Shlomo al-Jarizi en sus escritos del siglo XII:
Durante años los hebreos acudieron a la Sinagoga Mayor para orar y estudiar la Torá, mas esto fue interrumpido por el asalto al barrio judío en 1355 y matanzas en 1391, ocasionados por los incendiarios discursos de Ferrán Martínez, Arcediano de Écija.
Con todo, no es para nada inusual referirse a dicho edificio como la "Sinagoga de Santa María la Blanca".