У радянські часи Новоград-Волинський найбільше посеред інших міст Житомирщини «відзначився» в антицерковній діяльності.
На початку 30-х років ХХ століття під час кампанії по боротьбі з релігійними культами всі храми Новограда-Волинського, включаючи синагогу, були закриті. А до середини 30-х років майже всіх їх було знесено.
23 червня 1935 року під дерев’яний собор і під костьол була закладена вибухівка. У Новограді-Волинському знищували релігійні будівлі місцева влада — представники райкому ВКП(б). Протягом декількох секунд дві християнські святині вибухами були перетворені в купу руїн. Запопадливі місцеві більшовики збиралися підірвати й синагогу, однак, порадившись із військовими, вирішили втриматися від радикальних дій, оскільки синагога була розташована поблизу житлових будинків і вибух міг зашкодити нерелігійним спорудам.
Синагога втратила своє релігійне значення й у ній була обладнана майстерня по вулканізації шин. На початку 1941 року майстерня закрилася й будинок спорожнів. Вікна й двері розтягли місцеві жителі.