Männen, som är 18, 20 och 21 år gamla, sitter anhållna i väntan på att åklagaren ska ta beslut om de ska begäras häktade.
Två av dem är från Syrien och en av dem från Palestina, enligt vänsterextrema Expo. Alla tre ska ha kommit till Sverige under 2015.
Expo uppger att åtminstone en av dem har uttryckt missnöje på sociala medier över att USA erkänt Jerusalem som Israels huvudstad.
Det var på lördagskvällen som synagogan i centrala Göteborg attackerades med molotovcocktails av ett tiotal maskerade personer. Vid tillfället befann deltog ett 20-tal ungdomar på en fest i byggnaden.
