У 1772 році велика на той час єврейська громада села побудувала в його центрі на свої кошти синагогу – цегляну оштукатурену будівлю в два поверхи. До 1935 року в храмі проходило богослужіння і збори єврейської громади – в залі могло розміститися до тисячі осіб. Потім тут розміщувалися початкова сільська школа, кабінет військової підготовки, спортзал, клуб. У 1989-1993 роках колгосп на свої кошти відреставрував будівлю для краєзнавчого музею. В експозиції музею представлені артефакти, виявлені археологами в 1946-1949 роках, які свідчать про заселення цих місць з часів палеоліту і неоліту. Багато представлено предметів періоду трипільської культури. На території села збереглися сліди городища Русі XII століття. Значну частину експозиції складають предмети середини XVII століття, коли Паволоч була полковим містечком і його жителі брали участь в боях Визвольної війни. Паволочскім полком командували свого часу легендарний полковник Іван Богун та Іван Попович, страчений ляхами на головній площі. Частина експозиції присвячена перебуванню в Паволочі Богдана Хмельницького взимку 1648-1649 років. Багато музейних експонатів розповідають про побут сільського населення в різні періоди існування Паволочі.