Количество евреев в Полтаве никогда не превышало 20% населения за историю демографических наблюдений. При этом отношения с нееврейским населением складывались мирно. Достаточно сказать, что в XIX веке еврей Авраам Зеленский был городским головой, в 1860—1870-х 9 гласных городской думы были евреями, а в справочной книге Полтавской губернии за 1900 год перечислены 10 евреев на различных государственных должностях.

В 1792 году эта территория Полтавщины попала в «черту оседлости».

Полтава не привлекала евреев как место поселения, поскольку была вдали от торговых путей. По данным 1802 года здесь проживали 18 купцов и 285 мещан евреев. В XIX веке евреи начинают играть важную роль в жизни города. Сохранились сведения о том, что еврейские купцы выделили средства на борьбу с эпидемией чумы в 1844 году и спасли немало горожан.

В 1852 году в город была перенесена Ильинская ярмарка. С развитием ярмарочной торговли увеличилось и еврейское население. С ярмаркой связан и трагический эпизод в жизни полтавского еврейства. В 1811 году в ярмарочные дни подожгли Большую хоральную синагогу, и евреи вынуждены были похоронить сгоревшие свитки Торы на кладбище.

К 1897 году евреи составляли 20% от 54 тыс. населения Полтавы. В городе было 10 синагог и молитвенных домов, иешива, талмуд-тора, женское профессиональное училище, еврейские библиотека, больница и дом престарелых.

В Справочной книге губернии за 1900 год упоминаются 2 еврея хозяева паровых мельниц, 5 хозяев типографий и 5 владельцев сети крупных магазинов.

Во времена революции 1905—1907 годов в городе не было погромов. О том, что это такое местные евреи узнали позже, когда Полтава была захвачена войсками Деникина.

Советская власть провозгласила равноправие евреев с остальными гражданами. Их возможности в традиционных сферах деятельности (торговле, финансах, ремесле) были ограничены, но открыты двери для участия в партийных и советских органах власти. Платой за продвижение по социальной лестнице стал отказ от национальных традиций. В 1920-х закрываются синагоги или перепрофилируются в еврейские клубы. До конца 1930-х работали школы с преподаванием на идиш.

К 1939 году евреи составляли 9,9% населения города. Во время Второй мировой войны нацисты захватили Полтаву в сентябре 1941 года. К этому времени значительная часть евреев (от 50 до 70%) успела эвакуироваться.

За период оккупации в Полтаве было убито более 2,5 тыс. евреев. Восемь полтавчан получили звание «Праведник народов мира» за спасение евреев.

После войны еврейское население города уменьшалось. В 1959 году евреи составляли 3,4% горожан. Тогда же в городе была закрыта последняя синагога.

С конца 1980-х еврейская жизнь в Полтаве начала оживать. В городе есть общины сторонников Хабада и реформистов. По данным 2001 года в городе проживало 1,8 тыс. евреев. Это 0,3% горожан.