Sobre a colina do castelo ergue-se um dos mais interessantes exemplares do românico tardio que se conservam no sul de Portugal, onde o estilo tem pouca representação. A Igreja de Santa Maria do Castelo, tal como a maioria dos edifícios religiosos medievais da cidade, foi fundada pela Ordem de Santiago após a reconquista da cidade por D. Afonso II, em 1217. Em tempos a mais importante igreja e o principal local de encontro em Alcácer do Sal, no seu adro eram divulgadas as atas camarárias e as ações governamentais durante a Idade Média.
Foi construída no mesmo lugar onde já haviam estado um templo pagão e uma mesquita muçulmana. É uma igreja com três naves e com vários motivos de interesse: o púlpito setecentista, suportado por um anjo, a faustosa talha dourada das capelas, o trabalho minucioso de serralharia do século XVI, os revestimentos em azulejos e os traços góticos, manuelinos e barrocos.
As duas portas são também importantes. A porta lateral é a peça mais significativa do ponto de vista arquitetónico: é larga, bem lançada e está bem conservada, apresentando quatro arcadas de estilo românico. Duas delas mostram as arestas biseladas com chanfro liso, as outras têm o chanfro côncavo, abrindo e terminando em meios rolos. O portal axial é mais singelo, embora moldado com os mesmos motivos. No século XVIII substituiu-se o frontão com o escudo da Ordem de Santiago, abrindo-se uma janela que ilumina o coro.