Weiterhin befand sich ein Teilbereich des Planungsareals ab dem 18. Jahrhundert im Besitz der jüdischen Synagogengemeinde Preußisch Oldendorf. Die jüdische Geschichte Oldendorfs beginnt bereits im 17. Jahrhundert mit der Nennung von Gerson Joel (1666/71) und Heinemann Levi (1699).
Dieter Besserer, Heimatforscher in Preußisch Oldendorf und Autor zahlreicher zentraler Beiträge zur Ortsgeschichte, kann Informationen zur Geschichte der Gemeinde geben: In der Zeit des Königreichs Westphalen/Kaiserreichs Frankreich (1808-1813) zogen viele Menschen jüdischen Glaubens nach Oldendorf. Aus Platzgründen wurde ca. 1813/1816 ein eigenständiges Synagogengebäude östlich auf dem Grundstück erbaut. Der Grundriss ist im Urkataster 1828 zu sehen. Eine zuvor u. a. als Synagoge genutzte, straßenseitige Bebauung nahm ab 1823 eine jüdische Elementarschule auf.
Verschiedene Quellen geben weitere Auskunft über das jüdische Gemeindeleben. Mittels Versicherungsinformationen kann davon ausgegangen werden, dass 1845 acht Gesetzesrollen (Thora) in der Synagoge vorhanden waren. Für das Jahr 1852 werden ca. 82 Gemeindemitglieder vermutet. Wegen angeblicher Baufälligkeit wurde 1863 an gleicher Stelle eine neue Synagoge erbaut.
Nach 1884 fanden offenbar nur noch selten Gottesdienste in der Gemeinde statt. Schließlich verkaufte Georg Ehrlich, das letzte verbliebene Vorstandsmitglied der Synagogengemeinde, das Areal 1938 an die Witwe eines Tierarztes. Abgerissen wurde das Synagogengebäude aber erst um 1958.