Les saints patrons de Colle di Val d'Elsa sont saint Martial et Albert de Chiatina, fêtés le 1er juillet : la fête patronale de saint Martial se déroule dans le hameau de Gracciano dell'Elsa, où se dresse l'église qui lui est dédiée. Saint Martial fut évêque de Limoges, en France, au IIIe siècle, avant de se rendre en visite à Rome.
La ville conserve, selon la tradition, un des clous de la crucifixion du Christ : la relique, vénérée au fil des siècles, est conservée dans la cathédrale dans un tabernacle œuvre de Domenico Rosselli et est portée en procession solennelle chaque année, lors de la Fête du Saint Clou. Colle di Val d'Elsa conserve aussi la maison-tour d'Arnolfo di Cambio et l'église Sant'Agostino.
