Palenzuela es el último núcleo del valle del Arlanza antes de que este río desemboque en el Arlanzón, y el único incluido en el ámbito de las directrices. A lo largo de este valle discurre la carretera nacional CN-622, que procede de Lerma y Peral de Arlanza (Burgos) y precisamente al llegar a Palenzuela deja de ser paralela al río y se dirige a Quintana del Puente para enlazar con la Autovia de Castilla A-62.