При реконструкции синагоги францисканцы частично восстановили каменную облицовку полов, укрепили кладку, восстановили дверные порталы, колоннады с капителями и антаблементами, но эта реставрация является результатом принятия некоторых гипотез, при этом большая часть найденных архитектурных деталей и декора не была использована и передана в археологический музей Капернаума. Проект реконструкции, предложенный Э.Л. Сукеником в 1930 гг., в целом повторяется и другими исследователями без необходимого критического анализа реконструкции декора. Для строительства синагоги использовали местный белый известняк. Здание выложено из крупных, хорошо обработанных, отполированных квадров, соединённых друг с другом без связующего раствора (толщина стен от 60 до 70 см). В первую очередь, был заложен фундамент, возведено здание синагоги и только потом облицован пол. В фундаменте исследователи выделяют три слоя. Синагога представляет собой трёхнефный базиликальный зал на подиуме, разделённый двумя рядами колоннад по семь колонн в каждой. Третий ряд из двух колонн создает четвёртый поперечный неф. Угловые опоры в точке пересечения колоннад превращаются в характерные для Галилейского региона двойные колонны, имеющие в горизонтальном сечении форму сердца. Все колонны подняты на стилобат, и массивные пьедесталы, которые подчёркивают изолированность большого центрального пространства и бокового обхода, поставлены в форме буквы «П». Вдоль всех стен, кроме южной, расположены двухступенчатые сиденья. Композиция из трёх колоннад, образующая форму ойкуса (ойкус – «дом»), известна исследователям в архитектуре Рима и Малой Азии. Две вимы-платформы, расположенные по сторонам главного входа внутри здания, и следы перегородки, обнаруженные В.К. Корбо и С. Лоффредой, указывают на то, что через центральный вход доступ был ограничен (возможен только для раввинов) или закрыт для всех. Подобные случаи закрытия главного входа решёткой известны по римской архитектуре (например, в святилище II в. в Кедеше – см. Кедес). Над одной из вим располагалась каменная или деревянная Ниша Торы (не сохранилась, по аналогии с известными в других синагогах, например, в Хоразине, Умм-эль-Канатире), которая была средоточием всего внутреннего пространства. Вся постройка ориентирована главным фасадом с пятью входами на юг (три ведут в синагогальный зал, два – в атриум), в сторону Иерусалима. В атриуме, как в общественном месте есть ещё дополнительные входы, по три с восточной и северной сторон (с восточной стороны входы имели декоративный характер). С восточной стороны к синагоге примыкает трапециевидный атриум. Его план также соответствует форме ойкуса с тремя колоннадами в форме буквы «П», развёрнутой в сторону основного зала. Он был пристроен к уже готовому зданию синагоги на втором этапе. С северо-западной стороны к синагоге примыкает небольшая квадратная пристройка, в которой, как полагают исследователи, был подъём на хоры для женщин, а позже хранилище (обнаружили большое количество остатков стеклянных вазочек и глиняных сосудов, вероятно, для хранения масла). Синагогальный зал реконструируется как двухэтажный, а атриум – как одноэтажный, с открытым центральным пространством (тип basilica discoperta). С южной стороны перед синагогой и атриумом возведена узкая терраса в виде открытого портика, на него ведут два ступенчатых подъёма с боковых сторон (из-за неровности местности потребовалось разное количество ступеней: четыре – с западной и 12 – с восточной). По внешнему периметру стены синагоги украшены двумя ярусами аттических пилястр, которые создают иллюзорную композицию святилища, подобную периптеру (прямоугольное святилище с колоннадами со всех сторон). Над пилястрами возвышался наиболее простой по своему декору карниз в виде симы (профиль в виде простой волны).