Castrillo de Villavega ist ein nordspanisches Dorf und Hauptort einer Gemeinde (municipio) mit 171 Einwohnern (Stand 1. Januar 2022) in der Provinz Palencia in der Autonomen GemeinschaftKastilien-León. Neben dem gleichnamigen Hauptort Castrillo de Villavega gehört die Ortschaft Villavega zur Gemeinde.
Castrillo de Villavega liegt in der Region Tierra de Campos auf der kastilischen Hochebene in einer Höhe von ca. 855 m. Die Provinzhauptstadt Palencia befindet sich mit ihrem Stadtzentrum etwa 55 Kilometer (Fahrtstrecke) südlich.
Das Klima im Winter ist durchaus kalt, im Sommer dagegen warm bis heiß; die eher spärlichen Regenfälle (ca. 618 mm/Jahr) fallen überwiegend im Winterhalbjahr.[2]