Ο επι­βλη­τι­κός της βρά­χος, πο­λύ κον­τά και α­πέ­ναν­τι α­πό το βρά­χο της Μο­νής του Με­γά­λου Με­τε­ώ­ρου, αλ­λά αρ­κε­τά μι­κρό­τε­ρος α­π' αυτόν σε έ­κτα­ση στο πλά­τω­μά του, κα­τοι­κή­θη­κε, κα­τά την παράδο­ση, το ΙΔ΄ αιώ­να για πρώ­τη φο­ρά, πριν εξα­κό­σια χρό­νια, από το σύγ­χρο­νο του ο­σί­ου Α­θα­να­σί­ου του Μετεωρί­τη α­σκη­τή - ανα­χω­ρη­τή Βαρ­λα­άμ, από τον οποί­ο πή­ρε και την ο­νο­μα­σί­α του το μο­να­στή­ρι.

Το με­γα­λό­πρε­πο ση­με­ρι­νό κα­θο­λι­κό, που τι­μά­ται στη μνή­μη των Αγί­ων Πάν­των, έκτι­σαν στα 1541/42, όπως μαρ­τυ­ρούν οι σχε­τι­κές επι­γρα­φές και άλ­λες αρ­χεια­κές πη­γές, οι Γι­αν­νι­ώ­τες αδελ­φοί ιερομό­να­χοι Θε­ο­φά­νης (+ 17 Μαΐου 1544) και Νε­κτά­ριος (+ 7 Α­πρ. 1550) οι Αψα­ρά­δες. Φαί­νε­ται ό­μως ότι στην πραγ­μα­τι­κό­τη­τα το κτί­σι­μο του κα­θο­λι­κού εί­χε χον­δρι­κά μό­νο τε­λει­ώ­σει κα­τά το 1541/42, ενώ οι λεπτο­μέ­ρει­ες των οι­κο­δο­μι­κών και άλ­λων εργασιών του να­ού και του νάρ­θη­κα συ­νε­χί­στη­καν μέ­χρι το Μά­ϊ­ο του 1544.

Σή­με­ρα η Μο­νή Βαρ­λα­άμ δι­α­θέ­τει πλού­σια και α­ξι­ό­λο­γη συλ­λο­γή χει­ρο­γρά­φων, τα ο­ποί­α α­νέρ­χον­ται σε 290. Ο­ρι­σμέ­να α­π' αυτά πα­ρου­σιά­ζουν ιδι­αί­τε­ρο εν­δι­α­φέ­ρον για την πο­λύ­χρω­μη καλ­λι­τε­χνι­κή τους δι­α­κό­σμη­ση (λί­γες μι­κρο­γρα­φί­ες, πολ­λά δι­α­κο­σμη­τι­κά πρω­το­γράμ­μα­τα και ε­πί­τι­τλα). Αξί­ζει να σημειωθεί ό­τι ε­δώ, στα τέ­λη του ΙΣΤ΄ και στις αρ­χές του ΙΖ΄ αιώ­να, λει­τούρ­γη­σε το πιο ορ­γα­νω­μέ­νο βι­βλι­ο­γρα­φι­κό ερ­γα­στή­ριο των με­τε­ω­ρι­κών μο­νών, όπου ερ­γά­ζον­ταν με­θο­δι­κά και εν­τα­τι­κά ειδικευμένοι καλ­λι­γρά­φοι και γρα­φείς-δι­α­κο­σμη­τές κω­δί­κων.

Αρ­κε­τά και σπά­νια είναι και τα πα­λαι­ό­τυ­πα της βι­βλι­ο­θή­κης της μο­νής. Στο μου­σείο της μο­νής, ε­κτός από τα ει­κο­νο­γρα­φη­μέ­να χει­ρό­γρα­φα, είναι εκτε­θει­μέ­να και πολ­λά άλ­λα εκ­κλη­σι­α­στι­κά κει­μή­λια, ό­πως με­τα­βυ­ζαν­τι­νές φο­ρη­τές εικό­νες, χρυ­σο­κέν­τη­τα άμ­φια και ε­πι­τά­φιοι, δι­ά­φο­ρα εί­δη μι­κρο­τε­χνί­ας και αργυροχοΐας.

Άλ­λα α­ξι­ό­λο­γα κτί­σμα­τα της Μο­νής Βαρ­λα­άμ, με ι­δι­αί­τε­ρο αρ­χι­τε­κτο­νι­κό εν­δι­α­φέ­ρον είναι: Η πα­λαι­ά τρά­πε­ζα, που σή­με­ρα χρη­σι­μο­ποι­εί­ται ως σκευ­ο­φυ­λά­κιο-μου­σεί­ο˙ η ε­στί­α ή μα­γει­ρεί­ο, έ­να από τα κομψό­τε­ρα και ω­ραι­ό­τε­ρα κτί­σμα­τα του εί­δους του, θο­λο­σκέ­πα­στο, με κα­νο­νι­κό ο­κτά­πλευ­ρο τρουλλίσκο ως κα­πνο­δό­χο (σή­με­ρα έχει δι­α­σκευα­σθεί ε­σω­τε­ρι­κά και χρη­σι­μο­ποι­είται ως εκ­θε­τή­ριο ενθυ­μί­ων)˙ τέ­λος, εν­δι­α­φέ­ρον πα­ρου­σιά­ζει και το νο­σο­κο­μείο.