Большую и Малую кенассы построили в 1805–1815 годах по проекту Самуила и Соломона Бабовичей. Размеры комплекса равны двору скинии библейского периода — 100 на 50 локтей, или 60 на 30 метров.
В кенассы входят:
— портал главного входа;
— виноградный и мраморный дворики, которые находятся перед входом в храм и готовят людей к молитве. Во двориках висят плиты с именами строителей и благотворителей, важными событиями из жизни караимов. Самую древнюю плиту установили в 1790 году;
— лапидарий с остатками надгробий караимского кладбища.
Во дворе ожидания молитвы на небольшой колонне стоят солнечные часы. По ним караимы определяли время в субботу и праздники, когда нельзя было носить часы и другие предметы.
— религиозная школа;
— библиотека;
— клубная комната;
— монумент Александру I, который посетил кенасы в 1825 году;
— музей караимской истории и культуры. Среди экспонатов — свиток Священного Писания, брачный договор, первые печатные издания молитвенников с рукописными дополнениями, национальные караимские костюмы, которые можно примерить;
— кафе караимской кухни «Караман».
В 1927–1939 годах кенассы закрыли. При немецкой оккупации в 1942 году в них был музей караимов.
После войны здесь были детский сад, антирелигиозный музей, курсы медсестёр, спортивные секции, бюро технической инвентаризации, краеведческий музей.
В конце 1990-х годов кенассы реставрировали. С 1999 года в Малой кенассе проводят богослужения в будни и субботы, с 2005 года в Большой — праздничные богослужения.
Сейчас в кенассах проводят экскурсии, продают книги о караимах, их истории и культуре, в кафе готовят национальную кухню.