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Quintanilla es un topónimo muy común en el norte de España, derivado de quintana, que a su vez viene de quinta. Una quinta fue al principio la quinta parte de la producción que el arrendador entregaba al dueño de una finca; después se llamó quinta a la propia finca rústica o granja. Las quintanas, al crecer, pasarían a ser sinónimo de aldea, y Quintanilla, un derivado, tiene el mismo significado que «aldehuela», o «granja pequeña». «Del Olmo» se refiere al olmo común, también conocido en la zona como negrillo.
Tras la invasión musulmana y la aparición del Reino de León, Alfonso III inició la repoblación con gascones y gentes del norte, foramontanos, y del sur, mozárabes, que poblaron los yermos y les dieron nombre. El lugar fue propiedad de Pedro Peláez, del séquito de Fernando II de León, vinculado al monasterio de San Salvador de Villacete, fundado por sus antepasados. En el siglo XIV pasó a los Fernández de Velasco, duques de Frías, y por ello dependió de Burgos en el voto en Cortes desde el siglo XV, al integrar la llamada provincia de las Tierras del Condestable. Pertenece a la histórica comarca de Tierra de Campos.