Localidad y municipio situado en la provincia de Burgos, en la comarca de Odra-Pisuerga, partido judicial de Burgos, cabecera del ayuntamiento de su nombre.
Localidad situada junto al río Odra, a 43 kilómetros de Burgos, en el centro-oeste de la provincia del mismo nombre.
Las primeras noticias del pueblo son de 1092 cuando Nuño Ansúrez dona sus bienes de Villamayor de Treviño a la Catedral de Burgos. Aunque probablemente su historia se remonta más atrás a la época prerromana. Treviño es un término celta que significa hito triple pues la zona de Treviño era el punto de separación y confluencia de tres tribus prerromanas: Los cántabros (norte), vacceos (sur y oeste) y los turmódigos (sur y este).
En el Censo de Floridablanca de 1787 es nombrado como Lugar que formaba parte de la Cuadrilla de Odra en el Partido de Villadiego, uno de de los catorce que formaban la Intendencia de Burgos, durante el periodo comprendido entre1785 y 1833. Tenía jurisdicción de señorío siendo su titular el Duque de Frías, alcalde pedáneo.
Antes de tener datos escritos, los romanos ya habían dejado su huella en el término municipal de Villamayor de Treviño y no es extraño teniendo en cuenta que la antigua ciudad romana de Segisamo está a sólo 11 kilómetros y que a unos 4 km pasaba una antigua calzada romana de la que quedan unas pocas piedras entre Grijalba y Padilla de Arriba. De los invasores romanos queda en Villamayor un pequeño puente sobre el Arroyo Mayor en el campo llamado de San Juan; además se sabe que hubo una pequeña Villa romana en el campo de Santillana donde se han encontrado trozos de terrasigilata.