La chiesa di S. Paolo sorge su una modesta altura, cuore religioso e acropoli dell’abitato antico e moderno. Le indagini archeologiche attestano la presenza di un santuario, esistente probabilmente già nelle prime fasi di vita della città, fenicia e greca, e nelle successive epoche punica e romana. La divinità venerata era la più importante di Olbia antica: il dio fenicio e punico Melqart, ovvero l’Eracle dei Greci e l’Ercole dei Romani. La testa della statua fittile di Ercole esposta al Museo Archeologico è una copia, realizzata in età romana, della statua del culto del santuario.
La chiesa attuale, risalente nella sua forma originaria al medioevo, è frutto di un restauro avvenuto nel XVIII secolo. La sua caratteristica principale è la bellissima cupola rivestita esternamente da piastrelle di ceramica colorata.
La chiesa si raggiunge facilmente dal Corso Umberto I, imboccando poi Via Cagliari.