W 1626 roku król Zygmunt III Waza w miejscu dawnej synagogi i szkoły zezwolił Żydom Łucka na budowę nowych budynków. Pracom sprzeciwiali się dominikanie, których klasztor znajdował się w sąsiedniej dzielnicy łacińskiej. Zakonnicy argumentowali, że synagoga może być wyższa od kościoła, co zaburzy kompozycyjną strukturę południowej części miasta. W 1628 roku król wydał nowy przywilej, który potwierdzał poprzedni. Sprawa skończyła się w sądzie królewskim zwycięstwem wspólnoty żydowskiej. Sąd postanowił, że wysokość synagogi nie ma wpływu na klasztor.
Główne pomieszczenie stanowiła prostokątna sala modlitewna utrzymana w stylu włoskiego renesansu, grubość murów wynosiła 1,5 m. Nad salą modlitw znajdowały się dwie nadbudowy: dla kobiet oraz szkoła. W południowym rogu sali modlitewnej wybudowano wieżę obronną ze strzelnicami, zgodnie z wymogami króla. Wieża dochodziła do jednego z obronnych wałów ówczesnego Łucka, wewnątrz wieży znajdowała się zbrojownia. W pierwszych latach działalności nowej synagogi została otwarta jesziwa. Bożnica pełniła rolę obronną, urbanistyczną i religijno-oświatową.