En la parte más meridional del valle de Mena, al pie de los montes de la Peña, a las márgenes de un arroyo, afluente del Cadagua, cercano al ferrocarril de vía estrecha “Bilbao-La Robla”, en una carretera interior, que parte de la que recorre todo el valle y une Burgos y Bilbao, pasado ya Vivanco de Mena, a la derecha, en terreno montuoso y desigual está ubicado VALLEJUELO DE MENA, a 37 kilómetros de Villarcayo y 112 de Burgos.
Lo rodean los montes de la Peña por el sur, Siones, Villasuso de Mena y Sopeñano.
Su nombre aparece escrito por primera vez en el censo-pesquisa que el rey Pedro I manda hacer en toda Castilla en 1352, que más tarde dio origen a llamado “Libro de las Behetrías y era lugar de realengo, según declararon en las respuestas generales del Catastro del Marqués de la Ensenada en 1752 sus pobladores18
Su población ascendía a 49 personas en el año 1848, como aparece en el Diccionario geográfico de Pascual Madoz y, en sintonía con la inmensa mayoría de los pueblos de la provincia, creció a lo largo de la segunda mitad del siglo XIX hasta presentar en 1900 un censo de 65 habitantes. Hha resultado imposible seguir la evolución de su población en el siglo XX por estar englobada de los censos de todo el valle, pero en el año 2000 aparece unido a Siones con 76 habitantes, de los que le corresponderían en torno a 25