Početkom sedamdesetih godina 20. veka u samoj crkvi je bilo predviđeno postavljanje stuba za dalekovod, pa je prilikom zemljanih radova porušen deo južnog zida crkve, a povađene su i neke podne ploče od mermera. U šutu su otkriveni ulomci mermerne plastike i deo jednog natpisa. Zahvaljujući intervenciji Zavoda za zaštitu spomenika kulture u Kraljevu, ovi radovi su bili obustavljeni i sprečeno je dalje uništavanje. Godine 1987/88. arheološki je istražena crkva a njeni ostaci su konzervirani, da bi 2004–2006. godine bili istraženi i ostali objekti u manastirskom kompleksu.
Crkva sv. Varvare ima oblik upisanog krsta, sa četiri masivna stupca koja su nosila kupolu. Oltarska apsida je spolja trapezaste, a iznutra polukružne osnove. Na zapadnoj strani je uzana priprata sa ulazom na južnom zidu. Zidovi crkve su bili relativno dobro očuvani, na pojedinim mestima u visini i do dva metra. Zidanje je vršeno od pritesanog i lomljenog kamena vezanog krečnim malterom, dok su kupola i lukovi rađeni od sige. Izgled crkve su ulepšavale mermerne bifore, po jedna sa severne i južne strane, postavljene u osi kupole. Unutrašnjost crkve je bila popločana belim mermernim pločama, a u središtu potkupolnog prostora nalazila se amvonska rozeta čijih je deset segmenata urađeno od belog i sivog mermera. Jedino je pod u đakonikonu bio popločan šestougaonim opekama. U oltarskom prostoru nađena je stopa časne trpeze oblika zarubljene piramide, klesane od peščara. U njenoj blizini su nađeni i delovi polomljenog svećnjaka od belog mermera i delovi posude za osvećivanje vodice. Od crkvenog nameštaja najznačajniji nalaz predstavljaju ostaci arhijerejskog trona koji je bio ugrađen u jugozapadni stubac potkupolnog prostora. Sedište trona je polukružno, uklesano u vidu niše uz bogato obrađenu konstrukciju od belog mermera. Gornja konstrukcija je imala oblik baldahina, dok je čeona strana rađena u vidu bifore sa plastično predstavljenim krinom i šestočlanom rozetom upisanom u krug. Ova konstrukcija je bila oslonjena na mermerne stupce. Na donjem delu trona nalazile su se parapetne ploče uokvirene mermernim gredicama. Prednja ploča trona je klesana u vidu perforirane tranzene sa složenom geometrijskom ornamentikom. Uz njenu gornju i donju ivicu je uklesan ktitorski natpis raškog mitropolita Silvestra, koji glasi:
Smyrni sJlvestrqmitropolitq
ra[kV
sqJstolq
sqdyla
vq
lyto
- ≠z
- p · z
- večnamUpametq
(1579) večna
mu pamjat“.
Na unutrašnjim površinama zidova sačuvani su i delovi živopisa, koji su skinuti sa zidova.
Crkva sv. Varvare je podignuta na severnoj strani zaravnjenog platoa, na južnoj strani proširenog zasecanjem padine koja je i podzidana. Uz podzid se nalazio trem ispod kog je bila organizovana kuhinja. Manastirski objekti su se protezali duž istočne i zapadne strane platoa, od podzida do crkve. Na zapadnoj strani je bila trpezarija i jedna veća prostorija sa podrumom, zasvedenim polobličastim svodom, u koji se ulazilo preko stepeništa smeštenog na severnoj strani objekta. Sa zapadne strane stepeništa nalazila se manja prostorija koja je, takođe imala podrumski deo. Kako su u podrumskom delu otkriveni grobovi, pretpostavlja se da se radi o kripti. Obe spratne prostorije imale su zajednički trem okrenut prema porti. Objekat na istočnoj strani porte je mnogo reprezentatitivniji i sastojao se od nekoliko prostorija koje su imale podrum. Spoljni zidovi objekata i podzid na južnoj strani, činili su obimni zid manastirskog kompleksa.
U porti je vršeno i sahranjivanje, ali i u samoj crkvi koja je podignuta na delu starije nekropole. Otkrivene su i nadgrobne ploče s kraja 14. i početka 15. veka. Osim grobova u crkvi, ostali deo nekropole nije istraživan.
Manastirski kompleks na Reljinoj gradini, kao sedište Raške episkopije, podigao je raški episkop Simeon pre 1526. godine. Ktitor prepravki i dogradnji je bio mitropolit Silvester, koji je pre imenovanja za raškog mitropolita bio iguman Hilandara. Za mitropolita ga je imenovao patrijarh Makarije 1560. godine. Poslednji mitropolit koji je stolovao u manastiru sv. Varvare bio je Maksim. Manastir je najverovatnije napušten 1689. godine kada su opustošeni i Sopoćani, Đurđevi Stupovi, Petrova crkva i mnogi drugi hramovi u okolini. Kamen sa porušenog manastirskog kompleksa lokalno stanovništvo je upotrebljavalo za podizanje vodenica na Raški. Naziv crkve se očuvao u nazivu sela Varevo smeštenog u podnožju, istočno od manastira.