Το μοναστήρι της Παναγίας των Βελλιανιτών είναι χτισμένο στο ομώνυμο νησάκι, μπροστά από τη νησίδα του Αγίου Νικολάου και βρίσκεται αριστερά της εισόδου στο λιμάνι του Γαϊου Παξών.
Οι Βελλιανίτες ήρθαν από το χωριό Βέλλιανη της Ηπείρου κατά τον 16ο αιώνα, γεγονός που πιστοποιεί και η έρευνα του Ι. Δόικα. Μαζί τους έφεραν την εικόνα της Παναγίας (Κοίμηση), που την τοποθέτησαν σύμφωνα με την παράδοση, πρώτα στην εκκλησία του Αγίου Σπυρίδωνα στο Καλτσιονήσι και μετά στην εκκλησία των Αγίων Αναργύρων στο Γάιο.
Αργότερα αγόρασαν το νησάκι και πάνω στα ερείπια πρωτοχριστιανικής σταυροειδούς εκκλησίας (τοποθετημένης πάνω σε λείψανα αρχαίου ναού), χτίστηκε η νέα, κρατώντας πολλά στοιχεία από την αρχιτεκτονική της προηγούμενης.
Σύμφωνα με τον Καθηγητή Βοκοτόπουλο ο αρχικός Ναός ανάγεται στα 550-600 μ.Χ. και με μέριμνά του χαρακτηρίστηκε ως διατηρητέο μνημείο.
Από τον παλαιοχριστιανικό Ναό σώζονται σήμερα, αποτελούντα αναπόσπαστο τμήμα του σημερινού, τρία τμήματα με τρεις προεξοχές (κόγχες). Στον κατάλογο των εκκλησιών του 1686 αναφέρεται παλιά και χαλασμένη. Έγινε μοναστήρι και περιβάλλεται από ένα ψηλό, ασπρισμένο μαντρότοιχο, σε κυκλικό σχήμα και η είσοδός του είναι ενσωματωμένη με το καμπαναριό.
Αυτός ο περίβολος προστάτευε το μοναστήρι και μάλιστα έχουν ανακαλυφθεί πολεμίστρες. Έχει δύο αποβάθρες, από τις οποίες ξεκινούν αντίστοιχα στρατόνια μέσω των οποίων οδηγείται κανείς στο μοναστήρι. Η μία εξ αυτών είναι πέτρινη και μέχρι πρότινος είχε στην άκρη της δυο σιδερένιους κυρτούς γερανούς για την ανέλκυση των λέμβων σε περίοδο θαλασσοταραχής, επονομαζομένους Καπόνια.
Δίπλα στη μονή υπάρχει θολωτή δεξαμενή νερού.
Μπροστά από το Ιερό ορθώνεται ο Φάρος, που χτίστηκε το 1825. Από το 1776 όμως οι μοναχοί άναβαν φανάρι, για να κρατούν τα καράβια μακριά. Στο προαύλιο υπάρχουν τα μαγειρεία και η τραπεζαρία, όπου μαγειρεύεται με ξύλα σε χάλκινα καζάνια στις 15 Αυγούστου, που γιορτάζει το μοναστήρι και προσφέρεται δωρεάν, ζωμός και βοδινό κρέας, στα γραφικά «κανταρέλια» (εμαγιέ βαθιά πιάτα, παλιότερα πήλινα).
Χιλιάδες είναι οι προσκυνητές, που προσελκύει το μοναστήρι στις 14 Αυγούστου στον κατανυκτικότατο Εσπερινό και στις 15 Αυγούστου, όπου στις 9,30 το πρωί βγαίνει ο Επιτάφιος της Παναγίας, που περιφέρεται γύρω από τον εξωτερικό περίβολο του μοναστηριού. Με την επιστροφή του Επιταφίου αρχίζει η διανομή του ζωμού και του βοδινού κάτω από τις πέργκολες, δεξιά της εισόδου.
Δεξιά και αριστερά από το βοτσαλόστρωτο δρομάκι, που οδηγεί από την αυλόπορτα στην εκκλησία, υπάρχουν οι εξωτερικοί τοίχοι (προσόψεις) των παλιών κελιών του μοναστηριού. Τώρα το μοναστήρι είναι συνεχόμενο με την εκκλησία και έχει τέσσερα κελιά.
Η εικόνα της Παναγίας, που παρουσιάζει την Κοίμησή της, βρίσκεται σε ειδικό κελί (επονομαζόμενο Μονή) δίπλα από το Άγιο Βήμα και είναι αυτή που έφεραν από τη Βέλλιανη.
Στο ίδιο κελί, σε ειδικό θρόνο, υπάρχει και η νεώτερη εικόνα της Παναγίας με το Χριστό στην αγκαλιά, πλαισιωμένη από δεκατρείς Προφήτες, η οποία λιτανεύεται κάθε Δευτέρα του Πάσχα (Νια Δευτέρα) μαζί με την αμφίπλευρή της εικόνα του Αγίου Χαραλάμπους (Προστάτη των Παξών) στους Παξούς.
Κατά τη διάρκεια της Λιτανείας πέφτουν ντουφεκιές από τους πιστούς προς τιμήν της Παναγίας. Παραμένει για 21 μέρες στην εκκλησία του Αγίου Γεωργίου στα Βελλιαντάτικα Γαΐου, που είναι μετόχι της και κάθε βράδυ γίνεται κατανυκτική παράκληση.
Το 1892 παραβρέθηκε στη λιτανεία της Παναγίας η Αυτοκράτειρα της Αυστρίας Ελισάβετ (Σίσυ), η οποία επισκέφθηκε αυτή την ημέρα τους Παξούς.