En la época del Imperio Romano, al norte del emplazamiento actual de Palacios de Ríopisuerga, se asentaba la ciudad de Dessobriga, entre los actuales municipios de Melgar de Fernamental, Osornillo y Osorno La Mayor. Asimismo, por esta zona discurrían múltiples calzadas romanas, entre la que destaca la Hispania-Itálica, que cruzaba poblaciones tales como Caesaraugusta, Segisamone y Asturicaaugusta. La Vía del Pisuerga, que discurría entre los municipios actuales de Herrera y Astudillo, pasaba por la zona de la vega, a los pies de la atalaya en la altura.
En la época de los Reyes Católicos y de Carlos I la ciudad gozó de gran esplendor.
A mediados del siglo XVIII se comenzó a construir una de las primeras grandes obras hidráulicas de la Espana moderna y que aún existe hoy en día: el Canal de Castilla, que discurre a través del termino municipal. Utilizado para la navegación y transporte de mercancías, fue un hito para la época. Intentó comunicar la estepa castellana con el cantábrico.
Con Carlos III hubo una recuperación económica pocos años después de la puesta en explotación del canal gracias a la creación de la Real Fábrica de Curtidos a la Inglesa por D.Antonio Tomé , así como la instalación de fábricas de harina y un pujante comercio de granos y de otros artículos que se celebraron desde tiempos inmemoriales cada jueves.
Villa que formaba parte, del Partido de Nueve Villas, uno de de los que formaban la Intendencia de Palencia, durante el periodo comprendio entre 1785 y 1833, en el Censo de Floridablanca de 1787, jurisdicción de señorío siendo su titular el Marqués de Claramonte, alcalde pedáneo.
