Barruelo de Santullán se encuentra en la Comunidad Autónoma de Castilla y León, al Noreste de la provincia de Palencia, a 1.040 metros de altitud sobre el nivel del mar y ocupa una extensión de 53,3 kilómetros cuadrados, en un lugar privilegiado de la Montaña Palentina.

Situado en la vertiente meridional de la Cordillera Cantábrica está rodeado de montañas, siendo su techo Sierra Hijar con la que limita al Norte, y que forma parte del Parque Natural Fuentes Carrionas-Fuente el Cobre. Ésta lo comunica con el Valle de Campoo (Cantabria) a través de la antigua calzada romana del Collado de Somahoz. Al Noroeste se encuentran los ramales correspondientes a la zona meridional de Peña Labra y el macizo de Valdecebollas, que con 2.142 m de altitud es la cota más alta de la zona, siendo también importantes en altura Cueto con 2.083 m. y el Sestil con 2.060 m.

Distancias de Barruelo a las principales capitales:

• a Palencia - 112 Km
• a Valladolid - 158 Km
• a Santander - 101 Km
• a Burgos - 94 Km
• a León - 183 Km
• a Madrid - 335 Km