Palenzuela es una villa y municipio de la comarca del Cerrato, en la provincia de Palencia, comunidad autónoma de Castilla y León, España.
Palenzuela limita al norte y este con la Provincia de Burgos, al Sur con el municipio de Villahán y al oeste con el municipio de Quintana del Puente.
El término municipal cuenta con los exclaves de Aguanales, Montemayor y Villarmiro.