Je to nejstarší dochovaná synagoga ve střední Evropě, druhá nejstarší a nejstarší užívaná na světě. Je jednou z prvních raně gotických pražských staveb. Vznikla v poslední čtvrtině 13. století. Její stavba možná souvisí s privilegiem, které pražským židům udělil král Přemysl Otakar II. v roce 1254. Architektonicky patří Staronová k typicky dvoulodním gotickým stavbám této doby. Byla inspirována patrně již románskou stavbou synagogy ve Wormsu či podobné modlitebny v Řezně.
Staronová synagoga se původně nazývala Nová nebo Velká, na rozdíl od starší modlitebny, která se nedochovala. Teprve v 16. století, kdy byly na Starém městě vystavěny nové synagogy, hlavně pak rodinná synagoga Welscherů Duschenesů v Široké ulici, které se také začalo říkat Nová škola, se ji začalo říkat Altneuschul – tedy Staronová škola.
Ke Staronové synagoze se váže pověst o tom, že na její půdu rabi Löw uložil Golema a zakázal, aby se tam chodilo. Jeden z mála lidí, který se tam přes zákaz Maharala šel podívat, byl ‚zuřivý reportér‘ Egon Erwin Kisch, avšak nic zde nenalezl, takže to tam Golema asi nebavilo a odešel.