Su término municipal está formado por un solo núcleo de población, ocupa una superficie total de 11,78 km² y según los datos demográficos recogidos en el padrón municipal, cuenta con una población de 80 habitantes (44 hombres y 36 mujeres).
La zona de Negrilla de Palencia fue habitada desde tiempos prehistóricos como atestiguan los vestigios arqueológicos. Su fundación como pueblo en su actual ubicación se debe a la repoblación impulsada por los monarcas del Reino de León en el siglo XII, una vez arrebatada estos territorios a las tropas musulmanas.
Posteriormente, Negrilla de Palencia fue cedido al obispado de Salamanca, pasando a conformar un señorío catedralicio dependiente del obispo salmantino. En la Edad Media se llamaba solamente Negrilla, quizá procedente del latín nucaria, nogal. El término Palencia haría referencia al pueblo vecino Palencia de Negrilla, del que dista poco más de un kilómetro.
Además de la actividad agrícola, Negrilla de Palencia alcanzó renombre en la provincia por la arriería y la fabricación de tejidos. Actualmente, la principal actividad económica es la agricultura, especialmente el cultivo de la Lenteja de la Armuña, legumbre con Denominación de Origen de extraordinaria calidad.