Su origen, al igual que la mayoría de los núcleos del entorno, se relaciona con la existencia del camino que atravesaba el valle para buscar la salida hacia tierras castellanas: la Ruta de los Foramontanos, que andando el tiempo, allá por el siglo XVI, pasará a denominarse Camino Real. El paso por Barcenillas aún aparece marcado por la presencia de un pequeño santuco y por la conocida Venta de Barcenillas, parada y fonda de caminantes, en uno de cuyos muros se abre un arco gótico apuntado de finales del siglo XV.
Pero la eclosión de barcenillas va a producirse, al igual que en muchos lugares del valle, durante los siglos XVII y XVIII, coincidiendo con la llegada de los capitales de América, que van a marcar la fisonomía del pueblo.
Es en estos años cuando se levantan las espléndidas casonas: la de Cantero, con su escudo nobiliar, magníficamente conservada; las de la Plaza del Cantón, donde destaca la de Velarde, blasonada y con la solana cerrada por un entramado de madera y ladrillo; la que se encuentra en el camino de subida a Lamiña, que es una de las pocas existentes en Cantabria con cinco arcos en el soportal; aquella otra junto a la Capilla del Corazón de Jesús, o la de Calderón, caracterizada por su extremo barroquismo.
Barcenillas conserva además un caserío tradicional, con pequeñas hileras de casas con solana, algunas de poca altura, que van formando calles y barrios, como el del Cantero. La mayor parte conservan su pequeño huerto y su corral, en uno de los lados o frente a la casa, lo que contribuye a darle a Barcenillas ese aire campesino y a la vez señorial que lo distingue. Excepcional mirador sobre el pueblo es la Iglesia de San Sebastián, situada en un modesto altozano que domina pueblo y terrazgo.
