La chiesa di San Paolo sorge ai confini dell'abitato di Poggio Mirteto ed è preesistente alla fondazione del Castellum. All'inizio si trattava di una semplice edicola, una cappella rurale trasformata in romitorio intorno all'anno mille e abitata da monaci eremiti. Poi, quando nella seconda metà del XIII secolo nacque l’attuale Borgo Vecchio, l'edificio fu ampliato e orientato secondo l'attuale asse. Nel corso del XIV secolo furono aggiunte le cappelle sul lato est e un secolo dopo il catino absidale semicircolare, ricavato entro il perimetro dell'antico romitorio e abbellito con affreschi. Nel 1662 fu costruita la Cappella Ippoliti sul lato ovest. San Paolo è il più antico degli edifici religiosi della zona e svolgeva la funzione di chiesa cimiteriale. La semplice facciata a capanna ha un portale di pietra locale e, unica decorazione, un modesto rosone a 5 raggi sopra la porta. L'edificio sacro è di piccole dimensioni a navata unica suddivisa in quattro campate con presbiterio absidato. L'impianto romanico ha subito nel tempo dei rimaneggiamenti, come stanno a testimoniare le arcate a sesto acuto di stile gotico che sostengono il tetto. A metà della fiancata della chiesa sul lato destro, sorge un campaniletto a base quadrata a 5 livelli, due dei quali con bifore a stampella, e uno con una monofora. Esso è coperto da un piccolo tetto a due spioventi che in antico dovevano essere a cuspide. La semplicità dell’esterno non lascia presagire la bellezza dell'interno, che era completamente affrescato e della cui decorazione restano ampi lacerti che vanno dal XIV al XVI secolo, con grande varietà di temi e stili. Sia la parete destra che la sinistra conservano diverse immagini di Santi a cui era devota la comunità locale tra i quali ricordiamo Sant'Ansano, San Sebastiano, Santa Caterina d’Alessandria, Sant'Orsola e Santa Anatolia. Ma sono altri gli affreschi più interessanti. La controfacciata custodisce le pitture più antiche della chiesa. Sono coeve alla sua costruzione e di alta qualità pittorica. Tra esse, una Annunciazione, una Deposizione del Cristo di probabile scuola giottesca e L'incontro dei Vivi e dei Morti, tema iconografico di grande fortuna nel XIII-XIV secolo. In quest’ultimo affresco c’è anche una scritta in caratteri gotici che costituisce un documento di grande valore linguistico poiché la lingua adoperata è il volgare sabino . La chiesa di San Paolo a Poggio Mirteto rappresenta un importante tassello nell'individuazione del percorso che il movimento penitenziale dei Bianchi fece nella sua marcia di avvicinamento a Roma in occasione del Giubileo del 1400. Poggio Mirteto fu l'ultima tappa prima del raggiungimento della meta. Gli affreschi legati al movimento dei Bianchi si trovano nella parete sinistra e riguardano il Miracolo dei tre pani e quello della Madonna dell’Oliva. L’arco trionfale e l’abside sono coperti anch’essi di affreschi dei quali è stato possibile individuare gli autori nei fratelli Torresani (artisti veronesi nati verso la fine del XV secolo e attivi in Umbria, in Sabina e a Rieti) e stabilire la datazione nell’anno 1521. In alto campeggia l’Incoronazione di Maria, circondata da un coro di angeli musicanti, prima opera di Lorenzo Torresani. La parte inferiore dell'abside è invece affrescata con la Conversione di Saulo. In entrambe le scene ci sono richiami alla grande pittura rinascimentale elaborata in stile manieristico. Ai lati della raffigurazione San Pietro con le chiavi e san Paolo con la spada. Sui pilastri divisori animali fantastici, grifoni e chimere dal volto umano. Nell’arco trionfale i profeti Salomone ed Isaia.