Tiene esta localidad más de un milenio de
historia. Como el resto de
pueblos de la comarca burgalesa, apareció en las postrimerías del siglo IX o muy a principios del X. El territorio que abarca el alto Arlanzón y el
río Ubierna se recuperó para Castilla en la reconquista-repoblación llevadas a cabo tras las fundaciones de Ubierna y
Burgos ordenadas por el rey Alfonso III de Oviedo en el año 884.
La historia tiene presentes a los distintos pueblos que forman parte del Alfoz de
Quintanadueñas. El primero en aparecer es
Marmellar de Arriba, en el año 949 y le sigue
Páramo del Arroyo surgido en 961.
Arroyal aparece más tarde, en 1129 y finalmente aparece
Villarmero, en 1214. Estas fechas corresponden a documentación eclesiástica.
No se sabe cuándo ni quién fundó Quintanadueñas. Los historiadores han apreciado gran proliferación de
monasterios de monjes y monjas en la tierra de Burgos en la primera centuria de su existencia.
A pesar de que existe un gran vacío documental se ha supuesto que la población se originó debido a la secularización de un
monasterio de monjas. El tránsito de monasterio a poblado secular se fija hacia el año mil puesto que en 1068, el rey Sancho II de Castilla dona al obispo don Simeón "la villa de Quintana Dueñas enteramente, con sus sernas, viñas, prados y los términos que a ella corresponden".
Nacida bajo un signo abacial, tras un tiempo de régimen secular, la
joven villa de Quintanadueñas entra en la órbita eclesial de la sede burgense. Tras el báculo abacial, la villa es gobernada por el báculo episcopal. El interés del obispado de Burgos queda demostrado por el florecimiento del
románico en la villa.
A partir del siglo XII, Quintanadueñas resulta beneficiaria de una vecindad por su cercanía a Burgos, cámara del rey y cabeza de Castilla. A partir de este momento Quintanadueñas crece en población. Este incremento se debe a la agregación de otros lugares próximos, nacidos en los años de la primera repoblación, todos situados en un
arco de radio inferior a dos kilómetros del casco de la villa. Así, Quintanadueñas absorbe el lugar de Quintanilla de Quintanadueñas (nombrado en 1103), Páramo de Arriba (citado en 1129) y Villacesereo, llamado hoy pago de
San Pedro, cercano a la
fuente del Arco. Otra razón que explica el crecimiento de este municipio es la comodidad que ofrece a la burguesía de la capital para su instalación e inversión en el
campo.
El resto de pueblos del Alfoz también absorben otros lugares. Así Arroyal se queda con Valoria, Mazarifos y Quintanapuercas; Páramo del Arroyo absorbe Quintana y, finalmente, Villarmero a Villaluenga.
Quintanadueñas genera linajes muy respetables en la historia como los Yáñez, Hoyos, del Peso etc. aunque el más relevante será el de Quintanadueñas, que tendrá su solar en el cercano lugar de Peñahorada. Otras grandes
familias se asentarán en el municipio siendo la
familia Salamanca la más celebrada ya que llegará a fundar un mayorazgo.
Esta expansión continúa hoy siendo Quintanadueñas uno de los puntos burgaleses con mejor porvenir y garantía de futuro. Actualmente, ocupa la primera posición de
pueblos de España con mayor crecimiento en términos porcentuales debido a la "cultura del adosado" que permite una vivienda digna y barata.
El famoso editor D. Saturnino Calleja (1853-1915) es natural de aquí. Los cuentos de Calleja, tuvieron una difusión extraordinaria y fueron muy conocidos en toda España, Hispanoamerica y Filipinas.