Sul confine settentrionale della valle, San Quirico d'Orcia si è sviluppata intorno al villaggio medievale di Osenna ,è entrata nel 1256 nei possedimenti di Siena e conserva la sua struttura urbanistica medievale.
Nel centro, chiuso da una cinta di mura, si visitano la Collegiata dei Santi Quirico e Giulitta con i suoi magnifici portali romanico-gotici, la chiesa della Misericordia, il Palazzo Pretorio, il Palazzo Chigi e Santa Maria di Vitaleta . Gli Horti Leonini, dei giardini all'italiana sistemati intorno al 1540 da Diomede Leoni , ospitano esposizioni di scultura contemporanea. Completano l'itinerario la chiesa di Santa Maria Assunta, il Giardino delle Rose e l'antico Ospedale della Scala.
Proseguendo verso sud sulla Cassia si raggiunge Bagno Vignoni, la stazione termale nata nel Medioevo e celebre per la sua " piazza d'acqua ". Sul pendio che digrada verso il fiume troviamo il Parco dei Mulini, interessante testimonianza di costruzioni e tecniche di utilizzo delle acque che risalgono al Medioevo.