En su recorrido atraviesa numerosas localidades, como Santa María de Redondo, Cervera de Pisuerga, Aguilar de Campoo, Becerril del Carpio, Alar del Rey, Herrera de Pisuerga, Ventosa de Pisuerga, Olmos de Pisuerga, Naveros de Pisuerga, Osorno la Mayor, Lantadilla, Melgar de Yuso, Villodre, Astudillo, Villalaco, Cordovilla la Real, Torquemada, Magaz de Pisuerga, Venta de Baños, Tariego de Cerrato y Dueñas en la provincia de Palencia; Zarzosa de Río Pisuerga, Castrillo de Riopisuerga, San Llorente de la Vega y Melgar de Fernamental en la de Burgos; Valoria la Buena, Cabezón de Pisuerga, Santovenia de Pisuerga, Valladolid, Arroyo de la Encomienda, Simancas y Geria en la de Valladolid.