בית הכנסת העתיק ממוקם במרכזה של העיירה העתיקה ארבל, שפרחה בגליל התחתון המזרחי בתקופה הרומית המאוחרת ובתקופה הביזנטית.
בשלב האחרון יש שימוש משני בפריטים אדריכלים, בעיקר בגומחת ארון-הקודש בדרום, ובפתיחת פתח בקיר הצפוני. בתכניתו הסופית, בית הכנסת בארבל כלול בקבוצת בתי-הכנסת מן הטיפוס המאוחר, שבו כיוון התפילה מופנה לירושלים והכניסה היא ממול לכיוון התפילה.