La chiesetta di San Valentino sorge appena fuori le mura di Porta Robustina, lungo l’antico tracciato della via Traiana, ed è considerata una delle più antiche di Bitonto. Costruita intorno alla metà del XII secolo, fu dedicata a San Valentino in relazione al patronato esercitato dal Capitolo della Cattedrale, a cui l’edificio appartenne per lungo tempo.

L’edificio riproduce fedelmente l’ordinamento architettonico della chiesa conventuale di Santa Lucia, alla quale è coevo.

Ceduto inizialmente al monastero di Cava dei Tirreni, divenne un priorato benedettino sotto la protezione degli Svevi, fino al passaggio degli Angioini. In seguito fu affidato all’Ordine dei Templari, che nel 1549 lo cedettero al Capitolo Bitontino. Per tradizione, i vescovi di Bitonto indossavano qui i paramenti pontificali prima del solenne ingresso in città e della presa di possesso della cattedra vescovile.

L’edificio si sviluppa in un’unica navata, con l’abside orientata verso est, secondo la tradizione medievale. La struttura si compone di due campate quadrangolari, ciascuna delle quali è coperta da una cupola semisferica. L’esterno si distingue per la peculiare copertura delle cupole, realizzate con strutture piramidali rivestite di sottili lamine di pietra, una soluzione architettonica tipica dell’epoca.

La facciata, nella sua semplicità, presenta un portale romanico sovrastato da un archivolto e un piccolo occhio circolare che illumina l’interno. Sul lato sud si trova una torre mozzata, oggi adibita a sacrestia.

Nel 1940 la chiesa fu oggetto di un importante restauro curato dalla Soprintendenza di Bari, che ne ha preservato le caratteristiche originarie, restituendola alla città come un prezioso esempio di architettura medievale.