La date de la construction de l'église n'est pas assurée. Clocher elliptique, à base octogonale, du XVe siècle, en forme de mitre et arêtes à crochets, unique en Bourgogne. Pillée puis fermée à la Révolution, elle est réouverte le 2 germinal an IV (22 mars 1796). Elle est allongée vers l’ouest en 1839 puis agrandie en 1848 (bas-côté droit) et 1852 (bas-côté gauche). Classée en 1903. Restauration moderne conduite par frère Roger de Taizé en 1967, et récente par la mairie. A découvrir: retable en bois polychrome du XVe siècle représentant trois scènes de la Passion du Christ et deux volets d’un triptyque sur la vie de Saint-Laurent par Grégoire Guérard, peintre anversois du XVIe siècle.

L'église paroissiale Saint-Paul de Saint-Marcelin-de-Cray est un bâtiment de l'époque romane édifié vers le milieu du XIIe siècle. Le décor de bandes lombardes du clocher est alors déjà un peu archaïque. La nef de trois travées, voûtée en berceau brisé, précède une travée de chœur plus basse, sur laquelle le clocher a été établi, et une abside voûtée en cul-de-four. On a découvert des peintures murales gothiques lors de travaux en 1982 dans l'abside. Elles ont depuis lors été restaurées. Le décor de faux appareil et de fleurettes, ainsi que le motif en damier, outre les personnages figurés (les apôtres), font penser à une réalisation de la fin du XIIIe ou du début du XIVe siècle. Cette église romane offre une très belle unité architecturale. Elle mérite vraiment de s'écarter des axes principaux pour une visite particulière.