Valdeolea liegt in Kantabrien, einer Region im Norden Spaniens, und ist von einer Hügellandschaft geprägt, durch die sich der Fluss Camesa und seine Zuflüsse schlängeln. Die Gemeinde besteht aus mehreren kleinen Orten wie Mataporquera, das als Hauptort gilt, sowie Barriopalacio, Bercedo und Olea.
Die ersten Spuren menschlicher Besiedlung reichen bis in die Römerzeit zurück, später hinterließen auch das Mittelalter und die frühen Neuzeit ihre Spuren. So finden sich Überreste aus diesen Epochen, darunter romanische Kirchen, die später verändert wurden, etwa Santa Eulalia la Toma oder Santa Maria in Olea.
Besonders auffällig sind die acht Menhire, darunter der markante El Cabezudo, die am Ufer des Camesa in der Stätte El Olmo stehen. Diese prähistorischen Monumente sowie die historischen Kirchen verleihen der Region ihren besonderen Charakter.