Arroyuelo se encuentra en La comarca de Las Merindades, partido judicial de Villarcayo, ayuntamiento de Trespaderne. En 2016 presentaba una población de 31 habitantes, que se ve incrementada por numerosos veraneantes en la época estival. Arroyuelo cuenta con la Iglesia de San Nicolás de Bari, donde caben destacar el retablo mayor, la capilla consagrada a la Inmaculada y sobre todo el Cristo de Arroyuelo tallado en el siglo XIV.

Su iglesia, de grandes proporciones, dedicada a San Nicolás de Bari, es de estilo gótico, de una nave, con contrafuertes y dos ventanales semicegados en la cabecera del ábside, amplio, con nervios de tipo cisterciense y otros dos ventanales cegados y contrafuertes al exterior; y canecillos lisos en el alero. la portada actual es moderna con arco de medio punto, alta, con impostas y bordes moldurados, bajo amplio pórtico abierto y empedrado. Tiene otra bajo la espadaña de arco apuntado, cegada, con inscripciones al lado.
Y la torre primitiva es en espadaña con añadidos posteriores, con dos campanas.
La pila es sin decoración y el retablo mayor es bueno, renacentista. Tiene otro buen retablo con una Virgen sedente, un Crucificado del XIV y una buena capilla de la Virgen de la Esperanza. Hay también dos inscripciones que hablan de los siglos XIII-XIV. Su órgano está
recogido en el convento de clarisas de San Martín de Don.
Sus libros parroquiales dan comienzo en 1538.
En 1655 nace fray Gonzalo de Frías, insigne profesor de todas las ciencias, antes de ingresar en la orden de los Jerónimos. Gran predicador. Prior (entre otros) de Fresdelval, escritor, que murió en loor de santidad.
Con toda probabilidad nació aquí Domingo Fernández de Arroyuelo que fue Obispo de Burgos de 1377 a 1385.
Hay en su territorio tres yacimientos arqueológicos de época sin determinar (uno son tumbas antropomorfas) y hay constancia de numerosos eremitorios.
Hubo también una importante judería.