L'histoire de Purgerot est étroitement liée à celle de l'abbaye de Cherlieu qui reçut des dons de la part de seigneurs. Entre 1131 et 1148, les moines établirent deux granges dans le village : une près de la pêcherie au bord de la Saône, et une seconde à la Grande Vigne. Ces installations attestent la présence de moines qui cultivaient notamment des vignes. Au Moyen Äge, une grande partie des terres de Purgerot appartenait aux moines : l'objectif des abbés de Cherlieu était de posséder toutes les seigneuries locales, ambition jamais atteinte.

Le clergé régulier était également représenté à l'ermitage de Saint-Jean d'Arosey situé à l'écart du village, dans les bois vers l'ouest ; l’occupation remonterait au 11e siècle. Cet ermitage, alimenté par une source en contrebas, bénéficiait d'une chapelle et vivait de la production de ses vignes, jardins et vergers. Au 18e siècle, il dépendait du monastère de Morey (Haute-Saône).

L’exercice séculier de la religion date du 12e siècle ; l'édifice actuel a encore des fondations du 12e siècle, époque à laquelle fut construite la première église. Les différentes guerres (Guerre de Dix ans, Guerre de Trente ans...) ont provoqué des destructions et l'église initiale a été profondément remaniée. Elle sera reconstruite en grande partie aux 16e et 17e siècles puis subira des restaurations importantes dans les siècles suivants, la dernière tranche de travaux s'étant achevée en 2017.

Le village de Port-d'Atelier compte aussi un édifice religieux : une chapelle dont l'origine est inconnue. Un "plan géométrique de plusieurs pièces d'héritage sur le territoire de Purgerot" daté du 14 août 1761, indiquait la présence d'une chapelle dans le hameau (détruite par la suite). Une chapelle privée a été construite vers 1850 par Jean Biot, habitant du hameau ; cette chapelle accueillit même des messes le dimanche. Ne pouvant contenir qu'une quarantaine de fidèles, le curé de Purgerot sollicita l'ouverture d'un nouveau lieu de culte pour les paroissiens de Port-d'Atelier-Village et proposa la construction d'une église à Port-d'Atelier-Amance ; sa proposition fut retenue et l'église du Sacré-Cœur fut construite en 1938.

Au sein du village, deux maisons, encore existantes, ont servi de logement au curé de la paroisse. Le 28 octobre 1852, le préfet informe par courrier le maire, du constat du diocèse sur l'état très dégradé du presbytère situé rue du Vaux : outre les réparations importantes à réaliser, il est également jugé trop éloigné de l'église. Le conseil municipal souhaite procéder à un échange de maison afin d'éviter une construction neuve qui serait très coûteuse pour la commune ; de plus, l’archevêque de Besançon juge que l'actuelle cure "n'offre aucune aisance et n'a point de jardin" dans une lettre du 30 décembre 1852 adressée au curé de Combeaufontaine dont dépend la paroisse de Purgerot. Le 8 septembre 1854, la commune procède à un échange de propriété avec Simon Thévénot, établi comme notaire à Purgerot ; la maison, située au lieu-dit du Cul de sac de la prise d'eau, avait pour avantage de disposer d'un grand jardin et de communs plus importants. Un plan de 1877 que l'architecte Dodelier a dressé pour un projet de restauration, permet d'appréhender le volume de la maison et des espaces extérieurs. La restauration est finalement réalisée par l'architecte Humbert en 1880. L'ancien presbytère, rue du Vaux, acquis par le sieur Thévénot, servit de Kommandantur lors de l'occupation du village par les Allemands pendant la seconde guerre mondiale.

Dans les années 1840, le cimetière se trouvait autour de l'église. Son emplacement était contraignant, il rendait difficile tout aménagement urbain et ne répondait plus aux normes d'hygiène. Le conseil municipal procéda donc à la construction d'un nouveau cimetière situé sur les hauteurs de Purgerot. Il fut livré en 1844. Cependant, face aux nombreuses plaintes émises par la population sur les difficultés d'accès au cimetière, la commune décida d'en bâtir un nouveau en 1882.

A la sortie du village en direction d'Arbecey, une chapelle accompagnée d'une croix a probablement été érigée après la Révolution en mémoire de l'ancien ermitage de Saint-jean-d'Arosey. Toujours en direction d'Arbecey, un oratoire en pierre calcaire est visible depuis la route.