Castrillo de Don Juan liegt in der Region Tierra de Campos auf der kastilischen Hochebene in einer Höhe von ca. 830 m am Río Esgueva. Die Provinzhauptstadt Palencia befindet sich mit ihrem Stadtzentrum etwa 55 Kilometer (Fahrtstrecke) nordwestlich.
Das Klima im Winter ist durchaus kalt, im Sommer dagegen warm bis heiß; die eher spärlichen Regenfälle (ca. 540 mm/Jahr) fallen überwiegend im Winterhalbjahr.[2]
