Το 1198, ο πρώην μεγάλος ζουπάνος της Σερβίας Στέφανος Νεμάνια, ήδη μοναχός Συμεών, και ο γιος του Ράστκο, μοναχός Σάββας και κατοπινός Άγιος, έλαβαν χρυσόβουλλο σιγίλλιο από τον αυτοκράτορα Αλέξιο Γ΄ Άγγελο (1195-1203) για να επιδιορθώσουν την ερημωμένη μονή. Φαίνεται ότι το 1198 δεν ανυψώθηκε νέα εκκλησία και ότι οι Νεμάνια ανακαίνισαν την ήδη υπάρχουσα ελληνική μονή. Μοναστήρι και καθολικό επέζησαν ως τις αρχές του 14ου αιώνα, όταν ο κράλης Στέφανος Ούρωτς ο Β΄, ο επιλεγόμενος Μιλούτιν, αποφάσισε να κατεδαφίσει τον παλαιό ναό και στα θεμέλιά του να ανεγείρει νέο. Ο εξωνάρθηκας του πρίγκιπα Λαζάρου είναι η τελευταία προσθήκη που έγινε στο ναό λίγο πριν από το 1389.
Το τμήμα της πρόθεσης του μαρμάρινου τέμπλου και τα κιονόκρανα του τρίλοβου παραθύρου της λιτής αποδεικνύουν την εδώ ύπαρξη ενός από τα παλαιότερα τέμπλα του Όρους, από τα τέλη του 10ου ή τις αρχές του 11ου αιώνα. Τα άλλα δύο τμήματα του τέμπλου ανήκουν στην ανακατασκευή που έκανε ο Μιλούτιν τον 14ο αιώνα. Τα κιονόκρανά τους ο Ορλάνδος τα χρονολογεί στα τέλη του 16ου ή τις αρχές του 17ου αιώνα. Δύο από τους κιονίσκους του τέμπλου φέρουν το παλαιό διακοσμητικό μοτίβο του διπλού σχοινοειδούς κόμπου που βλέπουμε στα τέμπλα της Αγίας Τριάδας του Κριεζώτη ή της Μονής Δαφνίου και που υπογραμμίζει μια ρυθμολογική συγγένεια με τις Βλαχέρνες της Άρτας (1250), την Πόρτα Παναγιά (1283), το Πρωτάτο (1295 ή 1313). Το διακοσμητικό δάπεδο, ο βυζαντινός «πάτος», αποτελείται από συνδυασμούς μαρμαροστρώσεων και μαρμάρινων διακοσμήσεων. Απλές γεωμετρικές μορφές δημιουργούνται με πολύχρωμα μάρμαρα και την τεχνική opus sectile.
Στις βάσεις των κιόνων που στηρίζουν τον τρούλο έχει γίνει χρήση πτερνιστήρων, άγνωστων στην Πόλη, την Ελλάδα και τον Άθω αλλά γνωστών στη Σερβία. Ανήκουν, επομένως, στην ανακατασκευή του Μιλούτιν. Στο εσωτερικό του ναού χρησιμοποιείται το «αισθητικό τετράγωνο», μια οπτική διόρθωση που αναδεικνύει την προοπτική του χώρου. Παρόμοιες διατάξεις αισθητικών τετραγώνων βρίσκουμε στην Παναγία του Οσίου Λουκά (10ος αι.) και στην Παναγία των Χαλκέων στη Θεσσαλονίκη (1028). Αυτή η ιδιαίτερη συνθετική εκλέπτυνση ασφαλώς ανήκει στον ναό του 10ου-11ου αιώνα. Σε σύγκριση με χορούς άλλων ναών αγιορειτικού τύπου, οι χοροί του Χελανδαρίου διακρίνονται από το τρίλοβο άνοιγμα στον άξονα του κάθε χορού που χρησιμεύει και ως πλάγιο άνοιγμα. Γνωρίζουμε ότι ο Όσιος Αθανάσιος της Λαύρας διεύρυνε για την ευρυχωρία των ψαλτών το Κυριακόν του δημιουργώντας τον τύπο του σταυροειδούς εγγεγραμμένου μετά χορών (965). Αντίστοιχη διεύρυνση έκανε και ο Μιλούτιν στον σύνθετο τετρακιόνιο εγγεγραμμένο χωρίς χορούς ναό. Κατεδαφίζει την παλαιά εκκλησία κρατώντας τις διαστάσεις της, μέρος του τέμπλου και το μεγαλύτερο μέρος του δαπέδου και ανεγείρει νέα.
Οι αρχιτεκτονικές παρατηρήσεις του συγγραφέα αναδεικνύουν τρία γεγονότα από τη διαδρομή της μονής Χελανδαρίου κεφαλαιώδους σημασίας για την αρχιτεκτονική ιστορία του Αγίου Όρους: α) το σημερινό καθολικό κτίστηκε στη θέση ενός άριστου βυζαντινού μνημείου του λαμπρού 11ου αιώνα, β) χοροί προστέθηκαν σε τύπο ναού χωρίς χορούς και γ) εισήχθη στο Όρος ο τύπος ναού μετά λιτής.