Ιδρύθηκε στα μέσα του 14ου αιώνα από τον όσιο Αθανάσιο τον Μετεωρίτη στον μεγαλύτερο βράχο που ονομάστηκε Πλατύς Λίθος. Οι αξιόλογες τοιχογραφίες στον κυρίως ναό και τον νάρθηκα θεωρούνται ότι ανήκουν στον Τζώρτζη, μαθητή του Θεοφάνη του Κρητός. Στο μοναστήρι υπάρχουν τα παρεκκλήσια της Θεομήτορος (Παναγία της Μετεωρίτισσας Πέτρας), του Ιωάννη του Προδρόμου, των Αγίων Ισαποστόλων Κωνσταντίνου και Ελένης και του Αγίου Νεκταρίου.
Κατά τη διάρκεια τας ακμής του στα μέσα του 16ου αιώνα φιλοξένησε περίπου 300 μοναχούς. Τα σημαντικότερα κτίσματα είναι η εστία (μαγειρείο), το γηροκομείο, η τράπεζα. Στην Ιερά Μονή του Μεγάλου Μετεώρου υπάρχει πλούσια και αξιόλογη συλλογή χειρογράφων, εικόνων και ιερών κειμηλίων.
