A localidade de Santa Baia aparece recollida nunha doazón feita ao mosteiro de Carboeiro, no ano 1256, por Xan Rodríguez (Sancta Baia de Cello). A primeira referencia histórica desta igrexa debémoslla a Gerardo Álvarez Limeses, membro do Seminario de Estudios Galegos e autor dun tomo da Geografía General del Reino de Galicia (1936). Este investigador afirmaba que Palio contaba cunha igrexa románica ou dese carácter eran, alomenos, os capiteis do arco triunfal.
En 1989, os autores de A Comarca do Deza (Armando Vázquez e Daniel González) consideran que se trata dunha igrexa protorrománica con trazas visigóticas e outros elementos do incipiente románico.
O seu longo estado de abandono estivo propiciado por unha serie de circunstancias de orixe externo. En 1775 Santa Baia de Palio era considerada parroquia, pero esa consideración, como tal, xa tiña desaparecido a finais do século XIX. Antes do "arranxo parroquial" de 1891 xa era anexa de San Xiao de Rodís que, a súa vez, tralo arranxo, esta última, pasa a ser anexa de Santa Mariña de Cangas. En consecuencia, Santa Baia pasou a ser anexa dunha anexa e iso significou un progresivo abandono dos oficios relixiosos e un desuso en continuo aumento. A todo isto temos que engadirlle outra indefinición, xa que nos censos oficiais figura como núcleo de poboación pertencente á parroquia de Cercio.
Descrición
Igrexa formada por unha nave con ábside rectangular, construída con sillares irregulares e coas xuntas tapadas con argamasa. A primitiva cornixa románica tan só se conserva no ábside.
A fachada occidental atópase moi deteriorada, con algunha fenda vertical e recuberta cunha masa de cal. Na parte superior do frontispicio hai unha espadana moderna dun só vano, no que está colocada a campá. A porta está coroada por un tímpano lixeiramente apuntado, liso e apoiado sobre mochetas rudimentariamente decoradas pola parte inferior, pero carece de columnas laterais. Encima da porta aparece unha ventá tipo saeteira con derrame interno.
No muro meridional, encalado como o resto da igrexa, é imposible observar os sillares, pero existe unha porta moderna adintelada, que debe estar no mesmo sitio da primitiva, da que non se conservan restos. Na parede meridional conserva parte da cornixa, sostida por cinco canzorros e sobre o muro do testeiro, tamén encalado, está colocado un carneiro (un Agnus Dei) rudamente labrado.
Todas as paredes do interior están encaladas e por iso non se pode ver o muro orixinal pero o elemento máis importante é o arco de triunfo, de medio punto, apoiado sobre dúas robustas columnas con capiteis de tamaño desproporcionado. A columna dereita remata nun capitel ornamentado con representacións vexetais que terminan en volutas, mentres que na parte central aparece unha figura humana desnuda que se tapa cun libro aberto. O cimacio do capitel, tamén decorado cunha flor, encaixa ao longo do muro da nave. Toda a columna é entrega e a súa basa está parcialmente ocultada polo solo actual.
A columna da esquerda é similar, agás nos temas decorativos do capitel, onde aparecen follas rematadas en bolas no exterior e unha figura humana desnuda, que tapa os xenitais coas mans, no centro. Sobre o arco triunfal existe unha ventá visible tan só polo exterior. O solo actual, cuberto de lousas, moitas delas procedentes da cornixa desaparecida, levanta uns 30 centímetros sobre o primitivo.
Trátase dun templo moi tosco no que se aprecian dous momentos constructivos diferentes: O ábside co arco triunfal e a nave. O arco triunfal presenta dous capiteis de tamaño desmesurado respecto do fuste, nos que aparecen os típicos caulículos (vástagos que imitan os cornos dun carneiro) do estilo corintio. O aleiro do ábside, o único conservado, presenta as características do románico tipo cÍster, así como o tímpano apuntado da porta occidental. O arco triunfal e o ábside posiblemente sexan anteriores ao resto do templo, modernizado en torno a 1200.
