A principios del siglo X la seguridad y la prosperidad se encontraban en la ribera del río Duero. En el año 912, Nuño Núñez había llevado a su mesnada desde Castrojeriz hasta Roa y don Gonzalo Fernández, Conde de Lara y de Burgos, dirigió a sus hombres hasta Clunia y desde esta importante ciudad romana, en difícil maniobra, les envió a Osma y a Aza. A la llamada del Conde se movieron gentes de todo el reino astur-leonés, deseosas de mejorar sus perspectivas de vida en las tierras recientemente incorporadas y defendidas por una línea de castillos y por el nuevo condado de Monzón. Es en este momento en el que se fundan la mayoría de los pueblos ribereños, entre ellos Valdezate. Entre estos nuevos colonizadores se encuentra el nombre de Zate, con experiencia de repoblador. Probablemente se mueve desde el actual término de Pinilla-Trasmonte donde había fundado una villa a la que había dado su nombre, Villazate (todavía hoy se mantiene en este ayuntamiento un término que deriva de este nombre, "Villizá").
Aunque no se sabe con certeza, se cree que Zate se instaló en un lugar, hoy despoblado, en la raya de Valdezate con Nava de Roa. Este poblado sería Ozate, documentado en la Alta Edad Media. Más adelante algunos vecinos se instalarán en el lugar donde hoy se levanta Valdezate. Este nuevo asentamiento pudo llevarse a cabo tras la ofensiva musulmana del año 939 que arrasó con todo lo realizado hasta el momento. Tras unos años de guerra, la paz llegará a la Ribera del Duero a partir de 1002. Desde este momento Castilla aplica un sistema administrativo basado en las Comunidades de Villa y Tierra. Las superficies son a partir de estos años más extensas que en los siglos IX-X. Este sistema impondrá el dominio de una villa que organizará la vida de otros poblamientos cercanos. Aza será la villa que rija los designios de Valdezate. Según indica Alfredo San José en la revista "Val de Ozate", en el primer tercio del siglo XX se le conceptúa como Villa, con una extensión de 20,4 kilómetros cuadrados y una población en torno a los 700 habitantes; algo más poblado, como toda la Ribera del Duero, que otros municipios de Burgos; ocupaba el puesto 150, aproximadamente, sobre los 504 núcleos de población de aquella época. Su pertenencia a la provincia de Burgos data de la división provincial del primer tercio del siglo XIX, ya que hasta entonces dependía administrativamente tanto de Aranda como de Sepúlveda (Segovia) e incluso de Peñaranda de Duero, según los asuntos a tratar: impuestos, temas de justicia o reales (monarquía).
Valdezate tiene el título de villa desde mediados del siglo XVII por compra de este título al Conde de Miranda. A este Conde pertenecía como lugar de señorío. La compra de la denominación de Villa debió ser cara. Desde entonces los regidores debían pagar los impuestos en Peñaranda, en lugar de en Aza, más cercana y que también pertenecía al Conde y que tenía jurisdicción sobre Valdezate. Según Alfredo San José, esta situación dependiente del Conde pudo durar hasta el primer tercio del siglo XIX aunque todavía a principios del siglo XX le quedaban al noble varias tierras en propiedad en la Vega, junto al puente de los Escuderos, el actual puente del arroyo de la carretera de entrada. Con estos antecedentes, Valdezate se planta como municipio libre en el siglo XX. Se trata de una población de tamaño medio en la provincia, eminentemente agrícola y ganadera, aprovechando sobre todo los pastos del páramo y en las laderas los escasos espacios que dejaban los cultivos, casi en su totalidad viñedos. Hacia 1880 se abandonaron muchas viñas por el desastre de la "filoxera". Aún hoy se pueden observar las huellas de los cultivos, tanto con arado como con azadón, en las laderas del pico Castejón, el Valle o el pico Escarcha. En torno a 1930 el municipio se desarrolla al amparo del cerro de la iglesia que le protege de los vientos del norte.
Por estas fechas cuenta con 182 edificios y una población aproximada de 190 vecinos, lo que equivalía a 700 habitantes. La mayoría del terreno del páramo estaba sin roturar y parte de la vega estaba ocupada por calces, lindes ribazos etc. que limitaban mucho la superficie de cultivo. Como detalle, cabe señalar que los mayores terratenientes de la época, tres o cuatro, no pasaban de las 30 hectáreas de cereal y unas 5.000 cepas. Los pequeños agricultores tenían 2 ó 3 hectáreas y entre 600 y 800 cepas. En lo que se refiere a la evolución demográfica y sociológica sobresalen una serie de datos. Respecto a la población, en el año 1605 era de 94 vecinos ; en 1676 subió la cifra a 144; en 1751 bajó a los 137 y a partir de entonces empezó a subir lentamente alcanzando el tope en 1880 llegándose a los 190 vecinos (700 habitantes). En 1885, por causa del cólera morbo, hubo en el pueblo 40 muertos en seis meses, la mayoría niños, cuando lo normal era de 8 ó 10. En esa época nacían al año entre 16 y 18 niños; la población menor de 20 años era de 313; entre los 20 y 40 años estaban 173 personas; entre los 40 y 60 había 137 y con una edad superior a ésta se encontraban 78 personas. La tasa de analfabetismo cambió rápidamente y si antes de 1890 era superior al 60%, ese mismo año bajó al 36% y en 1932 era solo del 8%.
Durante estos años la mayoría de los adultos se dedicaba a la agricultura. En 1890 se declaraban labradores 65 y jornaleros unos 100; 14 eran industriales (cordeleros, herrero, carnicero, pescadero y zapatero); 7 eran propietarios, es decir, personas que vivían de las rentas; 7 eran pastores y 4 profesionales (maestro, cura, médico y secretario). Se supone que las mujeres ayudaban en el campo y además hacían sus labores. Según datos obtenidos por Alfredo San José, en 1935 había 105 labradores y 71 jornaleros -poco a poco aumentaban los propietarios-; 168 mujeres que se dedicaban a sus labores; nadie se declaraba rentista -eran los años de la II República-; 25 eran industriales y 6 empleados de estos; 6 pastores; 5 profesionales -los nombrados anteriormente más un maestro más- y 2 estudiantes.