No se sabe cuándo ni quién fundó Quintanadueñas. Los historiadores han apreciado gran proliferación de monasterios de monjes y monjas en la tierra de Burgos en la primera centuria de su existencia.
A pesar de que existe un gran vacío documental se ha supuesto que la población se originó debido a la secularización de un monasterio de monjas. El tránsito de monasterio a poblado secular se fija hacia el año 1000 puesto que en 1068, el rey Sancho II de Castilla dona al obispo don Simeón "la villa de Quintana Dueñas enteramente, con sus sernas, viñas, prados y los términos que a ella corresponden".
Nacida bajo un signo abacial, tras un tiempo de régimen secular, la joven villa de Quintanadueñas entra en la órbita eclesial de la sede burgense. Tras el báculo abacial, la villa es gobernada por el báculo episcopal. El interés del obispado de Burgos queda demostrado por el florecimiento del románico en la villa.
A partir del siglo XII, Quintanadueñas resulta beneficiaria de una vecindad por su cercanía a Burgos, cámara del rey y cabeza de Castilla. A partir de este momento Quintanadueñas crece en población. Este incremento se debe a la agregación de otros lugares próximos, nacidos en los años de la primera repoblación, todos situados en un arco de radio inferior a dos kilómetros del casco de la villa. Así, Quintanadueñas absorbe el lugar de Quintanilla de Quintanadueñas (nombrado en 1103), Páramo de Arriba (citado en 1129) y Villacesereo, llamado hoy pago de San Pedro, cercano a la fuente del Arco. Otra razón que explica el crecimiento de este municipio es la comodidad que ofrece a la burguesía de la capital para su instalación e inversión en el campo.