Будівля розташована на підвищеному правому березі р. Збруч, у межах найдавнішої частини міста. До її триярусного, майже квадратного в плані основного об'єму прилягають західний одноярусний та північний двоярусний об'єми, в яких були приміщення для жінок та хедер (школа). Такої структури споруда набула після кількох будівельних етапів. Триярусний об'єм (у плані 15,6x17,2 м) становить найдавніше ядро споруди, яка первісно (у 2-й половині XVI ст.) мала яскраво виражені оборонні риси. На північному фасаді, зверненому в бік р. Збруч, у 1 -му ярусі, товщина стін якого становить 1,76-2,16 м, знаходяться чотири гарматні бійниці, нині орієнтовані в інтер'єр хедера. Гіпотетично на першому будівельному етапі споруда мала ще три бойові яруси (разом з аттиковим, де збереглися ключоподібні бійниці), на які вели внутрішньостінні сходи в північно-західному розі будівлі. Сходи збереглися донині. У північній стіні вони перерізані косяком одного з трьох готичних аркових вікон північного фасаду, які належать,ймовірно, до другого будівельного етапу. У нижній частині вікон ще в 50-х роках XX ст. зберігалися сліди бійниць 2-го бойового ярусу.На другому етапі, який датується серединою XVII ст. (О. Чоловський датує будівництво синагоги 1 -ю половиною XVII ст., Т. Геврик - 1654 p.), в об'ємі нижніх трьох ярусів влаштовано великий молитовний зал, внаслідок чого бійниці 2-го і 3-го оборонних ярусів розтесано на готичні вікна заввишки близько 8 м. Молитовний зал заввишки 13,5 м мав склепінчасте нервюрне перекриття з глибокими стрілчастими розпалубками на білокам'яних різьблених консолях. У східній стіні залу збереглася оздоблена ліпниною ніша для зберігання Тори (Аарон Гакодеш), перед якою розміщувався вівтар. У цей же час аттиковий ярус набув декоративного оздоблення у вигляді кілеподібної глухої аркатури, білокам'яного парапету у формах акантового листя, круглих вежок на рогах будівлі. Пізніше до основного триярусного об'єму добудовано функціонально необхідні частини синагоги: з заходу - одноярусну, яка по фасаду мала три шпилі барокового абрису; з півночі - триярусну, що доходила до гзимсу осіювного об'єму, закриваючи готичні вікна. На початку XX ст. замість барокових шпилів з'явилася відкрита тераса з парапетом, а північний об'єм понижено до двох ярусів.У період Другої світової війни було зруйновано всю західну частину споруди та повністю знищено її склепіння і північний двоповерховий об'єм хедера. Під час консерваційно-реставраційних робіт (М. Говденко) було відновлено західний фасад основного об'єму та інтер'єр зі склепіннями, а західну й північну прибудови зведено одноярусними, з терасою, в архітектурних формах початку XX ст. Гусятинська синагога - один із шедеврів єврейської сакральної архітектури на терені України.
О. А. Пламеницька