Die Agioi Theodoroi einstige Hauptkirche (Katholikon) des Brontochion-Klosters wurde gegen 1290 vom Abt Daniel begonnen und gegen 1295 von seinem Nachfolger Pachomios vollendet, geweiht den beiden hl. Theodoren („Soldatenheiligen“). Sie gilt als letztes Beispiel einer griechischen Zweisäulen-Kuppelkirche mit oktogonalem Grundriss auf Ecktrompen.
Im Inneren des kubischen Baus befinden sich 4 Grabkapellen. Auffallend ist die Ostfassade mit den 3 Apsiden und der hohe, sechzehnkantige Tambour (Unterbau der Kuppel), der sich über dem Naos erhebt. Von den Fresken ist noch ein Zyklus der Kindheit Mariens im Querschiffgewölbe erhalten, im Nordquerschiff das Pfingstwunder, in der Nordostkapelle Manuel II. Palaiologos betend vor Maria, in der Südostkapelle Spuren eines Marienzyklus und schließlich in der nördlichen Kapelle des Narthex ein Zyklus der Wunder Michaels und Gabriels.
