Στο Μεγαλόβρυσο, επτά χιλιόμετρα βόρεια της Αγιάς, στις δυτικές πλαγιές της Όσσας και λίγο πριν από την είσοδό του σε ένα πλάτωμα, με θέα προς τον κάμπο της Αγιάς, είναι κτισμένη η Μονή της Κοιμήσεως της Θεοτόκου. Πρόκειται για ένα σχετικά μικρό μοναστηριακό συγκρότημα, χωρίς μοναχούς σήμερα, στο οποίο γύρω από μια ορθογώνια εσωτερική αυλή διατάσσονται το ένα δίπλα στο άλλο τα διάφορα κτίσματα. Η τράπεζα, τα κελλιά, οι αποθήκες και οι λοιποί βοηθητικοί χώροι σώζονται σε κακή κατάσταση και βρίσκονται στη βόρεια, δυτική και σε ένα μεγάλο μέρος της νότιας πλευράς, ενώ το καθολικό, το οποίο συντηρήθηκε πρόσφατα, καταλαμβάνει την υπόλοιπη νότια πλευρά και σχεδόν όλη την ανατολική. Το καθολικό αποτελείται από τον κυρίως ναό, το νάρθηκα και μία ανοικτή στοά στη δυτική εξωτερική πλευρά. Το τέμπλο είναι ξυλόγλυπτο, η οροφή επίπεδη, ξύλινη, και μέσα στο Ιερό και στο νάρθηκα είναι συγκεντρωμένα αξιόλογα κομμάτια από ξυλόγλυπτα τέμπλα.
Ο ναός είναι τρίκλιτη βασιλική με πεσσοστοιχίες και υπερυψωμένο το μεσαίο κλίτος. Στα ανατολικά απολήγει σε μία τρίπλευρη εξωτερικά κόγχη και στα δυτικά φέρει νάρθηκα. Σε κάτοψη έχει σχήμα ορθογώνιο με μήκος 13,20 μ. και πλάτος 10 μ. Το εσωτερικό του είναι κατάγραφο με τοιχογραφίες και μία επιγραφή που είναι γραμμένη πάνω από το υπέρθυρο της νότιας εισόδου μας πληροφορεί, ότι ο ναός «ανεγέρθη κ(αι) ανεστορίθη ……… εν έτει ΖΡΜζ΄» (=1639). Ταυτόχρονα η ξύλινη στέγη με τα χαρακτηριστικά υπερεξέχοντα γείσα συμπληρώνει την εικόνα ενός μεταβυζαντινού μνημείου. Η τοιχοποιία είναι πλινθοπερίκλειστη σε ελεύθερη απόδοση, χρησιμοποιούνται οδοντωτές ταινίες και στο δίλοβο παράθυρο της κόγχης του Ιερού υπάρχουν κεραμοπλαστικά κοσμήματα, που είναι σε συχνή χρήση στα παλαιολόγεια χρόνια. Τα αλλεπάλληλα εξωτερικά αρμολογήματα και οι συμπληρώσεις της τοιχοδομίας, σε συνδυασμό με το «ανεγέρθη» της επιγραφής, δεν επιτρέπουν τη χρονολόγηση του μνημείου στη βυζαντινή εποχή. Το μόνο που θα μπορούσε να υποστηρίξει κανείς, κινούμενος όμως στην περίπτωση αυτή, στη σφαίρα των θεωριών, είναι ότι, στη θέση αυτή ή εκεί γύρω προϋπήρχε ένας βυζαντινός ναός και ότι, όταν έκτισαν στα 1639 το Καθολικό, μιμήθηκαν μορφές της παλιάς εκκλησίας. Για τους λόγους αυτούς οι εργασίες συντήρησης, που έγιναν το 1972, εκτός από την εξασφάλιση του μνημείου, απέβλεπαν και στην εξακρίβωση των οικοδομικών φάσεων και του χρόνου της αρχικής κατασκευής. Κατά τη διάρκεια των εργασιών διαπιστώθηκε ότι οι κάθετοι τοίχοι του κυρίως ναού είναι αρχικοί, ενώ ο νάρθηκας, διάφορες συμπληρώσεις της τοιχοποιίας και η κάλυψη είναι μεταγενέστερα. Παράλληλα εξετάσθηκαν τα σπαράγματα των τοιχογραφιών στο νάρθηκα και η παράσταση της Παναγίας στο κογχάριο επάνω από τη δυτική είσοδο, και βρέθηκε ότι η τοιχογράφηση σε ολόκληρο το κτίσμα – κυρίως Ναό και νάρθηκα – είναι ενιαία. Εξακριβώθηκε, δηλαδή, ότι η εικονογράφηση έγινε αφού ο ναός έλαβε τη σημερινή του μορφή. Έτσι το «ανεγέρθη» δικαιολογημένα μπαίνει δίπλα στο «ανεστορίθη» της επιγραφής και ταυτόχρονα χρονολογεί με ακρίβεια την κατασκευή του νάρθηκα και όλες τις επισκευές και συμπληρώσεις του Καθολικού στα 1639.
Μετά από αυτή τη διαπίστωση εξετάσθηκαν τα τυπολογικά, μορφολογικά και κατασκευαστικά στοιχεία του αρχικού κυρίως ναού, τα οποία οδηγούν σε μία χρονολόγηση του μνημείου στην εποχή των Παλαιολόγων. Εξ άλλου στις εκσκαφικές εργασίες που έγιναν γύρω από το ναό, για να ελευθερωθεί από τα χώματα και να στερεωθεί η θεμελίωσή του, βρέθηκαν πολλά όστρακα που χρονολογούνται από τον 11ο αι. έως τις μέρες μας και μας κάνουν να υποθέσουμε, ότι πριν από τον 13ο αι. υπήρχε στη θέση αυτή κάποιο κτίσμα. Πράγματι, κατά μήκος και σε επαφή με τον βόρειο τοίχο του ναού, αποκαλύφθηκαν, κατά τη διάρκεια των εργασιών, τα υπολείμματα ενός τοίχου παλαιότερου από το Καθολικό. Μετά από τις έρευνες αυτές, μπορούμε να υποστηρίξουμε ότι το παλαιολόγειο Καθολικό κτίσθηκε στη θέση παλαιότερου κτίσματος – πιθανότατα κάποιου ναϋδρίου – και ότι το 1639 το Καθολικό αυτό, που στο μεταξύ είχε πάθει φθορές, το επισκεύασαν, ανανέωσαν τη στέγη του, το μεγάλωσαν με την προσθήκη του νάρθηκα και το τοιχογράφησαν.