Στο χωριό Σταυρός των Φαρσάλων, που παλαιότερα ονομαζόταν Δεμερλί, βρίσκεται το σπουδαίο ιερό προσκύνημα, που πήρε την ονομασία του από τη θαυματουργή εικόνα της Παναγίας Δεμερλιώτισσας ή Ελεούσας, όπως την αποκαλούν οι κάτοικοι της περιοχής.
Ο ναός κτίστηκε το 1778 και αγιογραφήθηκε το 1786, σύμφωνα με επιγραφή που σώζεται πάνω από τη νότια είσοδό του. Στην ίδια επιγραφή αναφέρεται ότι το έργο πραγματοποιήθηκε με έξοδα ευσεβών χριστιανών και με τη συνδρομή των ιερέων Ρίζου και Αθανασίου και του επιτρόπου Γεραποστόλη του Πίκλην Νταούτη, όταν Μητροπολίτης Λαρίσης ήταν ο Μελέτιος Γ΄.
Ο ναός βρίσκεται στο κέντρο μεγάλης αυλής, σε επίπεδο χαμηλότερο από την επιφάνεια του εδάφους. Πρόκειται για τρίκλιτη βασιλική με κλειστό εξωνάρθηκα.
Το εσωτερικό του ναού είναι διακοσμημένο με τοιχογραφίες του 1786, έργα των ζωγράφων Γεώργιου Γεωργίου από το Μαυρίλο του Τυμφρηστού και Γεώργιου Αναγνώστου από τον Φουρνά Ευρυτανίας.
Εντυπωσιακό είναι το ψηλό, ξυλόγλυπτο τέμπλο που κατασκευάστηκε στο δεύτερο τέταρτο του 19ου αιώνα.
Είναι διακοσμημένο με παραστάσεις ζώων, πτηνών και φυτών και έχει επιχρυσωθεί στα νεότερα χρόνια.
Στην επιφάνειά του σώζονται ακόμη οι κρίκοι που είχαν τοποθετήσει οι Τούρκοι για να δένουν τα άλογά τους, καθώς χρησιμοποιούσαν τον ναό ως στάβλο στην περίοδο της Τουρκοκρατίας.
Εξέχουσα θέση στο εσωτερικό του ναού έχει η εικόνα της Παναγίας, που η παράδοση αποδίδει στον Ευαγγελιστή Λουκά.
Κοντά στον ναό υπάρχουν κελλιά για τη φιλοξενία των προσκυνητών, που ανοικοδομήθηκαν μετά την καταστροφή τους από τον σεισμό του 1954.
