L’économie de Palencia repose historiquement sur l’agriculture et l’élevage, mais elle s’est progressivement diversifiée. Aujourd’hui, l’industrie automobile y joue un rôle majeur grâce à la présence de l’usine Renault, l’un des principaux employeurs de la région. Cette industrie génère un réseau dense de sous-traitants et de services logistiques.
Le tourisme, bien que discret, est en croissance, notamment autour du tourisme culturel et rural. Le commerce local, les services publics et les petites entreprises familiales constituent également une part importante de l’économie.
La province est aussi connue pour ses produits agricoles de qualité, notamment les céréales, les légumes et les vins. Le développement de l’agrotourisme permet aux visiteurs de découvrir ces produits directement auprès des producteurs.