Vers le milieu XIIe siècle, ces moines font construire l’église actuelle afin qu’elle serve à leur pratique cultuelle, mais vraisemblablement aussi à celle des habitants de Sancé. L’édifice est placé sous le vocable de la Conversion de Saint Paul. L’église a donc un statut ambivalent : à la fois partie d’un prieuré, mais également centre de la paroisse de Sancé. A sa construction, elle possède un plan typique des petites églises romanes de la région : une nef unique rectangulaire, une travée sous clocher, et une abside semi-circulaire.

Ce plan a été peu altéré au fil des siècles, outre quelques additions architecturales. Peu de documents nous sont parvenus au sujet de l’édifice, qui n’est mentionné pour la première fois que dans un pouillé du XIVe siècle<ref>Virey, Jean, ''Les églises romanes de l’ancien diocèse de Mâcon'', Mâcon, Protat, 1935, 474p.</ref>. A cette époque, sa garde aurait été confiée au seigneur du Parc<ref>Document ancien de la pastoral du tourisme.</ref>. En 1513, le prieuré n’existe visiblement plus<ref>Virey</ref>, et il est uni à la mense de l’abbé d'Ainay, désormais collateur de la cure<ref>Oursel, Anne-Marie et Raymond, Fiche d’inventaire départemental, 1974.</ref>.