Σχετικά με τη χρονολογία ίδρυσης της μονής υπάρχουν διάφορες απόψεις. Με βάση τα ιστορικά και αρχαιολογικά δεδομένα, το καθολικό της μονής ανάγεται στα τέλη του 13ου αι. επί αυτοκράτορος Ανδρονίκου Β'. Αναμφισβήτητη επίσης είναι η ύπαρξη ενός γράμματος του Οικουμενικού Πατριάρχη Ιωάννη ΙΔ το 1342 με το οποίο ο Πατριάρχης απαγορεύει την ανάμιξη κοσμικών και εκκλησιαστικών αρχόντων της περιοχής στη διοίκηση και λειτουργία της μονής, πράγμα το οποίο δείχνει ότι η μονή ήδη λειτουργούσε με την ονομασία Παναγία Ολυμπιώτισσα Ελασσόνας. Από την ίδια πηγή πληροφορούμαστε επίσης ότι το καθολικό της μονής χτίστηκε μέσα στο παλιό κάστρο της Ελασσόνας, ήταν στελεχωμένη από άνδρες μοναχούς και υπαγόταν διοικητικά απευθείας στο Πατριαρχείο Κωνσταντινουπόλεως.
Χορηγοί για την ανέγερση της μονής ήταν οι Βυζαντινοί αυτοκράτορες Κωνσταντίνος και Θεόδωρος, οι οποίοι ήταν συνδιοικητές της Θεσσαλίας κατά το διάστημα 1289-1303.
Η μονή ήταν αρχικά αφιερωμένη στην Μεταμόρφωση του Σωτήρος. Αργότερα συνεορτάσθη και η Κοίμηση της Παναγίας. Την ονομασία Ολυμπιώτισσα την οφείλει στην εικόνα της Παναγίας που μεταφέρθηκε από ένα μοναστήρι της Καρυάς στους πρόποδες του Ολύμπου.
