Schutzpatrone von Colle di Val d'Elsa sind der heilige Martial und Alberto da Chiatina, gefeiert am 1. Juli: Das Patronatsfest des heiligen Martial findet im Ortsteil Gracciano dell'Elsa statt, wo die ihm geweihte Kirche steht. Der heilige Martial war im 3. Jahrhundert Bischof von Limoges in Frankreich, bevor er nach Rom reiste.
Die Stadt bewahrt der Überlieferung nach einen der Nägel der Kreuzigung Christi: Die seit Jahrhunderten verehrte Reliquie wird im Dom in einem von Domenico Rosselli geschaffenen Tabernakel aufbewahrt und jedes Jahr während des Fests des Heiligen Nagels in feierlicher Prozession getragen. Colle di Val d'Elsa bewahrt zudem das Turmhaus des Arnolfo di Cambio und die Kirche Sant'Agostino.
