El clima en Palazuelo de Vedija se caracteriza por ser mediterráneo continentalizado, con inviernos fríos y veranos calurosos. La diferencia térmica entre estaciones es notable, siendo el invierno la estación más lluviosa, especialmente en diciembre, mientras que en verano las precipitaciones son escasas, haciendo del mes de agosto el periodo más seco del año. La influencia de la ubicación en la provincia de Valladolid contribuye a un tiempo en Palazuelo de Vedija con contrastes marcados entre las estaciones, favoreciendo inviernos fríos y veranos cálidos y secos.
Las condiciones meteorológicas en Palazuelo de Vedija suelen ser más agradables en primavera y principios de otoño, cuando las temperaturas no son extremas y el tiempo es más estable, ideal para actividades al aire libre. La distribución de las lluvias, concentradas en invierno, junto con las temperaturas extremas, reflejan la influencia del interior peninsular y la influencia continental en la meteorología de Palazuelo de Vedija, que presenta un clima riguroso pero característico de la región.
Normales climáticas WorldClim 2.1 para el periodo 1970–2025.