Antes de conocer lo que hay que ver en Dueñas, conviene repasar su historia. Su posición en la confluencia de dos ríos y el hecho de ser el mejor vado para el Pisuerga provocaron que fuera poblada ya desde la Edad del Bronce. Los importantes restos de cerámica recogidos en el yacimiento de Pico Castro pueden verse en el Museo Arqueológico de Palencia. Se han encontrado restos de un castro prerromano de los vacceos.
Los romanos se dieron cuenta de su valor estratégico, en la calzada que conectaba León con Zaragoza edificando una población que en el siglo II se llamaba Eldana. De ahí procede su gentilicio eldanense, que se aplica a sus lugareños. Cerca de ella se encontraba la villa romana de Possidica. Allí se encontró el magnífico mosaico del Océano y las Nereidas. Este se halla actualmente en el Museo Arqueológico en Palencia.
Su nombre actual proviene del latín dominas o dueñas, significando monjas o mujeres enclaustradas. En el campo de Oveda, a mediados del siglo VII unos monjes de la Regla de San Martín de Braga fundaron un monasterio de mujeres. Tras la dominación musulmana, este fue restaurado hacia el año 875 por el rey Alfonso III de Asturias. De él tomarán el nombre Dommas el castillo y el pueblo. El hijo de Alfonso, don García, fundó el monasterio de San Isidro.
Fue parte del condado de Monzón de Campos hacia mediados del siglo X, siendo asolada por el caudillo musulmán Almanzor en los años 981 y 984. Finalmente la reconquistó el rey Alfonso VI a mediados del siglo XI. Este entregaría el lugar sucesivamente a su caballero Rodrigo Díaz de Vivar, conocido como el Cid, a su esposa y a la poderosa familia Lara. En 1299 esta última se la cedió al infante Enrique de Castilla.
Siendo villa de realengo, hacia 1354 el rey Pedro I se la entregó a quien fuera su esposa por un solo día, Juana de Castro. Esta, por su fidelidad a él, se resistió a entregarla a Enrique de Trastámara. Este rival y hermanastro de su esposo asedió sin éxito Dueñas en 1367. Tras el fratricidio de Montiel en 1369, ella residiría en Dueñas hasta su muerte en 1374. Nunca dejó de emplear el título de Reina de Castilla. El rey Enrique II imitaría al asesinado Pedro al entregársela a su amante Leonor Álvarez, que allí vivió. Al fallecer Leonor se la cedió a la hija bastarda que tuvo con el rey.
De nuevo en manos de la Corona, en 1383 el rey Juan I se la entregó a su hermana Leonor de Trastámara como garantía de un préstamo. Poco conformes con el cambio de señor, los eldanenses le pagarían a Leonor 350.000 maravedís para librarse de ella y volver a depender de la Corona. Así permanecieron hasta que en 1439 el débil rey Juan II se la entregó a Pedro de Acuña, el intrigante y poderoso conde de Buendía.
El 8 de octubre de 1469 el príncipe Fernando de Aragón llega al palacio de los condes de Buendía, parientes suyos, para alojarse en los días precedentes a su matrimonio con la princesa Isabel de Castilla. El 18 de octubre acudió a otro palacio de la familia Buendía en Valladolid donde contrajo matrimonio. Los futuros Reyes Católicos se instalaron en el palacio de los Buendía en Dueñas. Allí nació su hija Isabel en octubre de 1470, quien más adelante se convertiría en reina de Portugal.
Cuatro años después, en la Iglesia de Santa María, el príncipe Fernando recibió con solemnidad la Orden del Toisón de Oro de parte del embajador del poderoso duque de Borgoña, Carlos el Temerario. Esa iglesia también ejerció de lugar de reunión para la redacción de las ordenanzas que crearon la Santa Hermandad, institución promovida para conseguir el orden en el reino. La Iglesia de Santa María es hoy uno de los lugares que ver en Dueñas.