Al oeste de la provincia, cuenca del río Arlanzón, junto a su afluente el arroyo Calleja, en una carretera que, acompañando al río Pisuerga, une Melgar de Fernamental con la de Burgos a Valladolid y en terreno desigual, hallamos a VILLAMEDIANILLA, a 20 kilómetros de Castrojeriz y 45 de Burgos.
Está rodeado por Revilla Vallejera, Vizmalo, Vallejera y los límites con la provincia de Palencia por el oeste.
En la documentación del Obispado de Burgos aparece escrito su nombre por primera vez en 1079 y sus pobladores declararon en las respuestas generales del Catastro del Marqués de la Ensenada en 1752 que pertenecían únicamente al rey, al que pagaban tributos; era, por tanto, lugar de realengo.
En el año 1848 contaba con 116 habitantes, según consta en el Diccionario geográfico de Pascual Madoz. Como la inmensa mayoría de los pueblos de la provincia, creció en la segunda mitad del siglo XIX, llegando a 191 personas en el año 1900. Descendió, sin embargo, su población en la difícil primera mitad del siglo XX y presentaba en 1950 un censo de 138 habitantes. Y ha resistido mal los embates de la persistente emigración de la segunda mitad del siglo, que lo han dejado reducido a 17 personas en el año 2000