La historia de Santa María de Palazuelos arranca hace ahora 600 años, el primer día de agosto de 1213, cuando Alfonso Téllez de Meneses, dona a los monjes del vecino San Andrés de Valveni las tierras de la aldea de Palazuelos para que levanten un monasterio según la regla del Cister.
Lo que podemos ver hoy en Palazuelos son restos de aquel gran monasterio cisterciense, cabeza de la Orden en Castilla desde el siglo XVI, del que aún se conserva el templo, pero que en su día contó un importante conjunto de edificaciones monásticas, con claustros, refectorio, biblioteca, bodegas, y el resto de las instalaciones propias de un cenobio medieval.
La iglesia fue levantada siguiendo la moda arquitectónica del momento constructivo de cada época. Así vemos el románico más puro, en la zona en la cabecera y en las capillas laterales, mientras que la zona de los pies del edificio, presenta un estilo clasicista, propio del siglo XVI resultado de una reforma dirigida por el arquitecto Juan de Nates
