O balneário romano de São Vicente do Pinheiro localiza-se na Av. Central das Termas e está integrado no recinto das atuais Termas de São Vicente, em Penafiel, sendo que a sua implantação neste local possibilitou o aproveitamento das águas medicinais carbonatadas e sódicas existentes.
O sítio foi identificado no início do séc. XX, no decorrer de obras com o objetivo de captar e utilizar as águas medicinais, tendo sido escavado e estudado por José Fortes, em 1902. Estes trabalhos permitiram caracterizar o equipamento de banhos, que era composto por um edifício único, com cerca de 250 m2, dividido em onze compartimentos.
O balneário possuía duas entradas orientadas a E, uma que fazia a comunicação do exterior com a zona pública do edifício e outra com a zona de serviços. Entrando pela primeira, era possível aceder a uma sala de forma quadrangular, a que se seguia outra sala idêntica, ambas a cota mais elevada que o resto do edifício e ligadas, através de dois degraus em pedra, a uma sala central.
A partir desta o utilizador poderia entrar em dois compartimentos, um a E e outro a O, que corresponderiam muito possivelmente a salas de banhos frios. Cada um continha uma piscina, sendo a do primeiro rodeada por um banco com aresta chanfrada e medindo um metro de profundidade. A piscina do compartimento a O era de topo semi-circular e encontrava-se rodeada por bancada. Através da sala central poderia ainda aceder-se a uma zona tépida, a S, constituída por dois compartimentos com cota inferior, um destes ligado a uma sala quadrangular mais quente, interpretada como área de calor seco para provocar a sudação (laconicum), dispondo de um possível banco em tijolo. Este último espaço possuía paredes revestidas de alveoli, por onde circularia o calor proveniente hipocausto, sistema composto por vários pilares ladeados por três séries de arquetes em tijolo, sobrepostas por tégulas cobertas por opus signinum.
O balneário era composto por outra câmara aquecida, formada por três espaços, onde foi observado um cano de chumbo e uma grande bacia de bronze com cerca de trinta kilos, que se achava presa sobre o fogo através barras de ferro com origem na parede.
A zona de serviços dividia-se em duas salas retangulares, que comunicavam com a zona quente. Uma destas salas albergava uma lareira de grandes dimensões e dispunha de chão lajeado, onde se abriam espaços para canalizações que facilitavam a saída de água em direção ao esgoto. Conectada a esta, encontrava-se outra sala, onde era feita a receção da água originária da nascente, através de um caleiro de pedra. Estruturas de canalização semelhantes são visíveis no exterior, destinadas a facilitar a captação das águas termais.
No que diz respeito ao material utilizado, na construção das paredes do edifício recorreu-se ao granito e ao barro, que poderiam ser provenientes da zona, dado a sua abundância em Pinheiro e nas freguesias envolventes. A cobertura dos compartimentos foi feita em tégula e imbrice, sobre estrutura de madeira.
A 1ª campanha do PIPA "Balneário romano de São Vicente (Penafiel)" permitiu uma intervenção pontual nas salas I e K para reconhecer a organização destes compartimentos. Na sala I foi detetado o piso original do compartimento, em opus signinum, que seria a suspensura do hipocausto da sala. Por baixo do arco do praefurnium detetaram-se dois blocos de granito que configuram o canal do forno. Encontra-se preservado todo o hipocausto, assim como a suspensura e a boca do praefurnium.