Dédiée à saint Romain, l’église paroissiale de Poil présente un plan en croix latine et une abside circulaire. Orientée, elle conserve du bâtiment primitif, construit au XIIe siècle, le chœur ainsi que le clocher.
Le chœur se compose d’une abside précédée d’une travée rectiligne située sous le clocher. Deux chapelles latérales, formant un faux-transept, l’accompagnent. Édifiées au XVIe siècle, elles servaient de chapelles seigneuriales : celle du côté gauche appartenait à la famille d’Ettevaux et celle de droite à la famille de Villette, deux familles qui possédaient des châteaux sur la commune. La nef compte cinq travées bordées de deux bas-côtés. Elle a été remaniée et agrandie en 1863.
La couverture en bardeaux de la flèche, endommagée, a été remplacée par de l’ardoise en 1877. En 1990, la couverture a été entièrement refaite par un artisan local, avec des bardeaux de châtaignier, conformément au matériau utilisé à l’origine.
Pendant la Révolution, l’église fut vendue à M. de Rivière comme bien national. Placée sous séquestre en 1906, après la loi de séparation de l’Église et de l’État, elle fut finalement restituée aux héritiers de M. de Rivière. En 1981, l’association diocésaine la céda à la commune pour un franc symbolique.
L’édifice conserve un mobilier liturgique abondant. Parmi ses éléments remarquables figure une statue de saint Denis, datée de la première moitié du XVIe siècle. L’évêque de Paris y est représenté en chape rouge et bleue bordée d’or, tenant dans ses mains sa tête mitrée. La Pietà, réalisée en série par un atelier lyonnais, date de la fin du XIXe siècle.
Peu après la reconstruction de la nef, en 1863, les peintres Alexandre Dreux et François Verdier, de la société Saint-Grégoire de Tours, furent chargés de décorer le chœur. Le cul-de-four reçoit notamment une représentation de la Trinité inscrite dans une mandorle rayonnante sur fond étoilé. À gauche, le Christ tient la croix et bénit ; à droite, Dieu le Père tient le monde, tandis que la colombe est placée au-dessus des deux figures.
