Gaville è stata luogo di transito fin dai tempi antichi. Il toponimo di origine romana ed i ritrovamenti di frammenti di laterizi e di vasi dell'età imperiale avvenuti in prossimità dell'edificio di culto durante i lavori di restauro confermerebbero l'esistenza di un "pagus" romano. Qui sorge oggi la pieve con il suo complesso rurale, ricordata in documenti del monastero di Montescalari dell'XI sec. con l'appellativo di "S. Romolo a Cortule". La costruzione della pieve, iniziata poco dopo l'anno 1000, si divide in due fasi: la prima riguarda la realizzazione dell'edificio fino all'altezza dei pilastri. In un secondo tempo, attorno al 1030, il luogo di culto fu ampliato con l'aggiunta di sei colonne.
L'edificio, addossato ad una torre preesistente poi adattata a campanile, sarebbe stato ultimato nel 1070 e dedicato a S. Romolo, primo vescovo di Fiesole. Nel periodo di massima espansione il piviere comprendeva trenta popoli e spaziava dalla riva sinistra dell'Arno fino ai monti del Chianti. Nel 1175 il piviere fu praticamente dimezzato in seguito all'istituzione della pieve di S. Maria a Figline. Questo atto sarebbe stata una punizione del vescovo nei confronti di un Ubertini, signore di Gaville, il quale si era tenacemente opposto al trasferimento della sede vescovile da Fiesole a Figline, vedendo in ciò una minaccia alla propria indipendenza e potenza.
La facciata si caratterizza per una grande semplicità: nel bozzato di pietra si apre la porta sormontata da una lunetta ormai priva dell'affresco di scuola senese del quale possiamo vedere la sola sinopia all'interno della chiesa.
La bifora, posta in alto sulla facciata era stata tamponata durante interventi settecenteschi per essere ripristinata durante gli ultimi restauri in seguito al ritrovamento nel terreno circostante della colonnetta e del suo capitello entrambi intatti. Una passeggiata fino all'abside ci permetterà di notare, inglobate nel paramento murario, due piccole pietre recanti decorazioni: motivi geometrici ed un volto umano appartenenti, con probabilità, ad un preesistente edificio di culto. L'orante nell'abside sarebbe una copia recente.
L'interno, come era facilmente intuibile dal profilo dello facciata, presenta lo spazio diviso in tre navate, il tetto, come da tradizione, è sorretto da capriate lignee mentre il piano di calpestio è diviso su più livelli.
L'edificio ha assunto l'aspetto attuale in seguito agli interventi di restauro effettuati negli anni 1947-1968. Resisi necessari per riparare i gravi danni provocati dalla 2° guerra mondiale, gli interventi furono l'occasione per asportare tutte le superfetazioni aggiunte nel tempo, in particolare nel XVIII sec., e riportare la chiesa al suo presunto aspetto originario.
Le navate sono divise da archi a tutto sesto, sorretti da colonne e pilastri.
Per capire a fondo ed apprezzare le decorazioni di una chiesa romanica dobbiamo innanzitutto sapere che scopo primario della decorazione non era ''l'estetica'' bensì la ''comunicazione''. Così accanto a capitelli con motivi fitomorfi ne troviamo altri che ci illustrano i testi sacri e ci parlano della creazione del mondo. Particolarmente interessanti sono il primo ed il terzo capitello di sinistra: l'uno presenta due uccelli affrontati inscritti in un cerchio, da alcuni interpretati come pellicani, l'altro, molto complesso, presenta ai 4 spigoli un'aquila, una figura maschile nell'atto di afferrarsi la barba biforcuta, una figura femminile alla quale un animale alato morde il seno ed infine un'altra figura maschile. Elementi fìtomorfi completano la decorazione.
Pregevoli anche le opere conservate all'interno della pieve. Nella navata sinistra, recentemente restaurata troviamo una bella annunciazione della scuola del Ghirlandaio (XV sec.) e, proseguendo, un dipinto ad olio su tela raffigurante Santa Cristina, riferibile al XVIII secoIo. Passando alla navata destra troviamo la sinopia dell'affresco un tempo collocato sulla lunetta, opera di scuola senese degli inizi del '400.