Ocupa una posición estratégica sobre una terraza que domina el valle del Arlanza desde su margen derecha, próxima a la confluencia con el río Arlanzón.
Pedro I el Cruel cedió el señorío a su hermanastro Enrique de Trastámara.
La villa fue asediada con artillería, y se rindió en enero del año siguiente.
En la Guerra de la Independencia (1808-1814), Palenzuela fue ocupada en varias veces por las fuerzas francesas, que tenían su cuartel general en Quintana del Puente.
En 1813, el mariscal Soult se apropió del palacio de los Jalón, lugar donde pasaba noche José Bonaparte cuando más tarde abandonara el país.