eretto nel XIII-XIV sec., sul luogo dove Paterniano vescovo di Fano avrebbe condotto vita eremitica.
Si narra che l'immagine di S. Paterniano, dopo la sua morte, apparve più volte nel lugo, fino a quando non fu eretta la chiesa in suo onore.
Ogni anno, il 10 Luglio, i fedeli provenienti da un ampio territorio circostante si recano nel luogo per celebrare la S.Messa in onore del Santo.
A conclusione del rito religioso, ancora oggi come una volta le famiglie consumavano il pasto nella stupenda faggeta ove è stata realizzata un'area attrezzata.
Un tempo raggiungevano il santuario a dorso di mulo o asino che erano utilizzati anche per il trasporto delle vettovaglie. 

In prossimità della chiesa gli uomini provenienti in processione da Cammoro, Orsano e Pettino, vestiti con camici delle rispettive confraternite si radunavano nel piazzale di fondovalle formando un'unica processione per raggiungere il santuario.
Sul lato destro della facciata della chiesa, sporge una grossa pietra levigata dal tempo e con evidenti insenature, che la tradizione attribuisce alle impronte delle ginocchia e del bastone del Santo che su questa pietra s'inginocchiava a pregare.
In queste concavità i fedeli si inginocchiano per prevenire e curare le malattie delle ossaticamente scomparso nella prima metà del XX secolo, appare oggi riappropriarsi di questi luoghi a lui particolarmente adatti.