La chapelle Saint-Blaise se trouve à quelques mètres de l'entrée du site archéologique. Devant elle subsistent les fondations d'une autre chapelle plus ancienne, remontant au Xème siècle et elle-même reconstruite au XIème. Dédiée à saint Vincent, cette construction antérieure fut sans doute délaissée à cause de sa petite taille, au profit de la chapelle actuelle.
Celle-ci est un édifice roman construit au XIIème siècle. Elle est en effet mentionnée en 1156 dans une bulle du pape Anastase IV. Appelée à l'origine Notre-Dame de Castelveyre, elle fut en outre dédiée à saint Blaise vers le XIIIème siècle. Ce fut l'église paroissiale de Castelveyre, jusqu'à l'abandon définitif du village ; après cela elle fit office de petit prieuré rural, gardé par un ermite.
Remaniée au XVIème siècle, la chapelle fut restaurée au XIXème avant d'être classée monument historique en 1939. En 1970 y fut enterré l'archéologue Henri Rolland, conformément à son souhait. En outre, à l'intérieur de l'enceinte de la cité, il existe encore les ruines d'une troisième chapelle, d'époque paléo-chrétienne.
Sur l'édifice qui nous intéresse, on admirera les arcs sculptés surmontant les deux entrées, les puissants contreforts verticaux, l'abside semi-circulaire, le clocher-arcade et les restes d'un ancien bâtiment intégré à la chapelle.
Le nom de Saint-Blaise que porte la chapelle, s'étend aujourd'hui à l'ensemble du site. Ce nom se réfère à un évêque de Sébaste, qui vécut en Arménie au temps des grandes persécutions. D'abord médecin, Blaise se retira dans la forêt, puis fut arrêté sous l'ordre de l'empereur romain Liccinius, et jeté en prison. Il y opéra des miracles telles que des guérisons, mais fut finalement condamné à être écorché vif puis décapité en 316.
