Podobně jako ostatní synagogy v protektorátu Čechy a Morava sloužila od října 1941 i Nová synagoga coby skladiště zabaveného a ukradeného židovského majetku. Nábytek a další vybavení bytů deportovaných bylo úřady rozprodáváno, bohoslužby byly zakázány.
Budova synagogy byla značně poškozena při americkém náletu 20. listopadu 1944. Fotografie ženské galerie synagogy po tomto náletu pochází ze sbírek Židovského muzea v Praze.
Po druhé světové válce se majitelem administrativní budovy židovské obce i synagogy stalo Ministerstvo zdravotnictví. V návaznosti na dobu okupace byla synagoga i nadále využívána jako skladiště.