Ο μαθητής του Γρηγόριος τον έθαψε μέσα στο κελί του. Μετά το θάνατό του, η φήμη ότι το λείψανά του ήταν θαυματουργά έκανε πλήθος πιστών να συρρέουν στο μοναστήρι για να θεραπευθούν και τα αρχικά κτίσματα έδωσαν τη θέση τους σε μνημειωδέστερα κτίρια. Όμως και προτού πεθάνει ο ασκητής, τα κτίσματα χρηματοδοτούνταν, καθώς πιστοί του Οσίου Λουκά ήταν και πολιτικοί παράγοντες της Θήβας. Ο Πρωτοσπαθάριος Κρηνίτης ο Αροτράς άρχισε να κτίζει με δικά του έξοδα την εκκλησία της Αγίας Βαρβάρας, όσο ζούσε ο Όσιος Λουκάς. Επίσης τις προφητικές του ικανότητες φέρεται να εκτιμούσαν και αυτοκράτορες.
Η οικοδόμηση του Καθολικού
Αργότερα, το 1011 μ.Χ., κτίστηκε και ο μεγάλος ναός, το Καθολικό. Η οικοδόμηση του Καθολικού, αποδίδεται στους Ρωμανό Β, Βασίλειο Βουλγαροκτόνο και Κωνσταντίνο Θ΄ τo Μονομάχο. Η φήμη πάντως του Οσίου Λουκά ήταν διεθνής, καθώς τα λείψανά του κλάπηκαν από τους Σταυροφόρους, βρέθηκαν στη Λευκάδα, στη Βοσνία, και από εκεί, όταν αυτή κατακτήθηκε από τους Τούρκους, μεταφέρθηκαν στη Βενετία. Τελικά το Βατικανό αποφάσισε την επιστροφή τους στην Ελλάδα.
Βασικά χαρακτηριστικά του μοναστηριού είναι οι υπέροχες τοιχογραφίες και ο πλούσιος γλυπτός διάκοσμος του τέμπλου, των κιονοκράνων και του τυμπάνου του τρούλου.Το καθολικό της μονής συνιστά το πρωιμότερο γνωστό δείγμα οκταγωνικού σταυροειδούς εγγεγραμμένου ναού (μπορείτε να δείτε βίντεο με το μοναστήρι όπως ήταν πριν την φωτιά, εδώ).
Τουρκοκρατία
Μετά το 1204 και τη Φραγκοκρατία στην Ελλάδα, στο μοναστήρι εγκαταστάθηκαν Λατίνοι μοναχοί, ενώ με την Τουρκοκρατία, η Μονή επανήλθε σε ελληνικά χέρια. Μετά τα Ορλωφικά, το 1770, το μοναστήρι υπήρξε στρατόπεδο του Ανδρέα Βερούση. Το 1780 οι Τούρκοι τον πολιόρκησαν και υπάρχουν ακόμη σημάδια από τα βόλια στους στοίχους της μονής. Το 1790, ο Βερούσης άφησε το μοναστήρι, όταν ξεκίνησε την συνεργασία του με τον Λάμπρο Κατσώνη. Μετέπειτα, και μέχρι το 1800 περίπου, η μονή αποτέλεσε βάση των κλεφτών.
Κατά την Επανάσταση του ΄21, θεωρείται ότι από αυτό το μοναστήρι δόθηκε η έναρξη του Αγώνα στην Ρούμελη. Εδώ βρέθηκε στα μέσα του Μάρτη 1821 ο δεσπότης Σαλώνων Ησαΐας Δεσφινιώτης μαζί με τον Αθανάσιο Διάκο, τον Βασίλη Μπούσγο και τον Φιλικό Ζαρείφη. Τον Ιούνιο του ΄22 συγκεντρώθηκαν στο μοναστήρι ο Ηλίας Μαυρομιχάλης και ο Νικηταράς, μετά από εντολή του Οδυσσέα Ανδρούτσου, για να επιστρέψουν στον Μοριά, καθώς είχαν πάει να υπερασπιστούν την Λιβαδειά. Εδώ μαζεύτηκαν επίσης οι ελληνικές δυνάμεις, για να ανασυνταχθούν μετά τις μάχες στην Λιβαδειά.
Το μοναστήρι, υπό την απειλή του Δράμαλη το 1822, εγκαταλείφθηκε από τους περισσότερους καλόγερους. Μόνο τρεις παρέμειναν για να το φυλάγουν και να κάνουν τις απαραίτητες εργασίες και θρησκευτικές τελετές. Το καλοκαίρι οι Τούρκοι το λεηλάτησαν και στο τέλος πυρπόλησαν τους ξενώνες. Οι μοναχοί που είχαν απομείνει δεν κατάφεραν να το υπερασπιστούν μόνοι τους. Εργασίες αναστήλωσης ξεκίνησαν το 1938 από την Αρχαιολογική Υπηρεσία και την Αρχαιολογική Εταιρία και συνεχίζονταν μέχρι πρόσφατα.
Αρχιτεκτονική και τοιχογραφίες
Ο ναός της Παναγίας είναι ο παλιότερος στο συγκρότημα. Ακολουθεί τον αρχιτεκτονικό τύπο του σύνθετου τετρακιόνιου σταυροειδούς εγγεγραμμένου ναού με τρούλο, ο οποίος διακρίνει την αρχιτεκτονική σχολή της Κωνσταντινούπολης. Στη διάρκεια αναστηλωτικών εργασιών, κάτω από την ορθομαρμάρωση του καθολικού, αποκαλύφθηκε μια εξαιρετική τοιχογραφία, που διακοσμούσε άλλοτε τον ανατολικό τοίχο του νοτίου διαμερίσματος του εξωνάρθηκα.
Η μοναδική τοιχογραφία που σώθηκε από την αρχική διακόσμηση του ναού της Παναγίας δείχνει την εμφάνιση του αρχάγγελου Μιχαήλ στον Ιησού του Ναυή πριν από την άλωση της Ιεριχούς. Τοιχογραφίες διασώζονταν (και ελπίζουμε να συνεχίζουν να διασώζονται) και σε άλλους χώρους.
Άλλα κτήρια που έχουν αναστηλωθεί είναι το βορδονάρειο (στάβλος), στο οποίο εκτίθεντο αποτοιχισμένες τοιχογραφίες του 18ου αι. από το ναό του Αγίου Σπυρίδωνος μετόχι του Οσίου Λουκά στην περιοχή Στειρίου, το φωτάναμμα με τη χαρακτηριστική καπνοδόχο και η Τράπεζα, που από το 1993 λειτουργεί ως μουσείο και περιλαμβάνει αρχιτεκτονικά μέλη από διάφορες οικοδομικές φάσεις της και ευρήματα από τη γύρω περιοχή.
Τα λαμπρά ψηφιδωτά που κοσμούν τις ανώτερες επιφάνειες του καθολικού, αποτελούν ένα από τα σημαντικότερα ψηφιδωτά σύνολα της μεσοβυζαντινής τέχνης. Χρονολογούνται γύρω στη δεύτερη και τρίτη δεκαετία του 11ου αι. Στη κόγχη του ιερού απεικονίζεται η Παναγία ένθρονη Βρεφοκρατούσα, ενώ στο χαμηλό θόλο πάνω από το ιερό παριστάνεται η Πεντηκοστή.
Τη ψηφιδωτή διακόσμηση συμπληρώνουν παραστάσεις ενός πολύ μεγάλου αριθμού αγίων, κυρίως μοναχών, ιεραρχών, στρατιωτικών αγίων και αγίων ιατρών. Τα δύο παρεκκλήσια, βορειοδυτικό και νοτιοδυτικό, μικρό τμήμα του βορειοανατολικού διαμερίσματος και η κρύπτη κοσμούνται με τοιχογραφίες που χρονολογούνται στο τρίτο τέταρτο του 11ου αιώνα.