Στην άκρη της πόλης της Γαστούνης βρίσκεται ένα από τα παλαιότερα βυζαντινά μνημεία της Ηλείας, ο ιερός ναός της Παναγίας της Καθολικής, που είναι αφιερωμένος στην Κοίμηση της Θεοτόκου. Η ονομασία του οφείλεται μάλλον στο γεγονός ότι ήταν ο κεντρικός ναός της Γαστούνης, που υπήρξε το μεγαλύτερο οικιστικό κέντρο της Ηλείας και έδρα επισκοπής.

Χρονολογείται πιθανότατα στο δεύτερο μισό του 13ου αιώνα και πληροφορίες για την ίδρυσή του μας δίνει μια επιγραφή στην αψίδα του ιερού, που μάλλον αντιγράφει την αρχική κτητορική επιγραφή. Σύμφωνα με αυτή, ο ναός ανεγέρθηκε το έτος 1278/9 και κτήτορές του ήταν έξι αδέλφια, οι άρχοντες Καλληγόπουλοι και οι σύζυγοί τους. Τα ονόματα των συζύγων αναφέρονται και σε μία εγχάρακτη επιγραφή που σώζεται σε κακή κατάσταση και χρονολογείται επίσης στο δεύτερο μισό του 13ου αιώνα.

Αρχιτεκτονικά ο ναός ανήκει στον τύπο του σταυροειδούς εγγεγραμμένου, με νάρθηκα στη δυτική πλευρά και οκτάπλευρο τρούλο που στηρίζεται σε δύο κίονες. Η τοιχοποιία του ακολουθεί το πλινθοπερίκλειστο σύστημα, με διπλές πλίνθους γύρω από κάθε λίθο, και διακοσμείται με απλή κεραμοπλαστική διακόσμηση. Ενδιαφέρον είναι το οξυκόρυφο τόξο στη σφραγισμένη σήμερα βόρεια θύρα, το μοναδικό στοιχείο του μνημείου που δείχνει φραγκική επίδραση. Σε μεταγενέστερους χρόνους προστέθηκε ο εξωνάρθηκας και ανοίχθηκαν οι μεγάλες θύρες.

Το εσωτερικό του ναού διακοσμήθηκε με τοιχογραφίες. Οι περισσότερες από αυτές χρονολογούνται με ακρίβεια στο 1702, την περίοδο της Ενετοκρατίας, σύμφωνα με επιγραφή που αναφέρει ότι έγιναν με δαπάνη του Ιωαννικίου Νείρου, επισκόπου Ωλένης. Στον 19ο αιώνα επιζωγραφήθηκε μέρος του εσωτερικού από κάποιο ζωγράφο που ονομαζόταν Σοφοκλής, και έγιναν γενικότερες επισκευές στο κτήριο. Κυρίαρχη θέση στο εσωτερικού του ναού κατέχει και η θαυμάσια φορητή εικόνα της Θεοτόκου.

Ο ναός εορτάζει δύο φορές τον χρόνο, την Τρίτη του Πάσχα και στις 15 Αυγούστου.

Η Ι. Μονή υπάγεται στην Ιερή Μητρόπολη Ηλείας και Ωλένης.