El número de diputados provinciales a elegir, su reparto y su forma de elección están fijados en la Ley Orgánica 5/1985, de 19 de junio, del Régimen Electoral General (Loreg), específicamente en los artículos del 202 al 209. A Palencia, al tener menos de 500.000 habitantes, le corresponden 25 diputados. Todos los partidos judiciales, así se denominan las circunscripciones electorales, cuentan, sea cual sea su población, con al menos 1 acta pero ninguno puede sumar más de tres quintas partes del total.

Una vez realizadas las elecciones municipales y constituidos los Ayuntamientos de la provincia, la Junta Electoral de Zona procede inmediatamente a formar una relación de todos los partidos políticos, coaliciones, federaciones y de cada una de las agrupaciones de electores que hayan obtenido algún concejal dentro de cada partido judicial. Después distribuye los puestos que corresponden a cada formación en cada partido judicial mediante  el sistema D´Hondt, con un mínimo del 3% de los votos y según el número de votos obtenidos por cada uno.

La elección de los diputados se realiza cuando la Junta Electoral de Zona convoca «por separado, dentro de los cinco días siguientes, a los concejales de los partidos políticos, coaliciones, federaciones y agrupaciones, que hayan obtenido puestos de diputados, para que elijan de entre las listas de candidatos avaladas, al menos por un tercio de dichos concejales, a quienes hayan de ser proclamados, eligiendo, además, tres suplentes, para cubrir eventuales vacantes.

Las circunscripciones electorales son los antiguos partidos judiciales, siete en el caso de Palencia, que tienen la misma distribución, más allá de su desaparición por integración de algunos ayuntamientos, que la que fijaba el censo de 1.871. 

La elección definitiva de los 25 diputados provinciales, si bien la Loreg la deja en manos de los concejales del distrito electoral pertenecientes al mismo partido en reunión convocada al efecto, en la práctica no es más que una formalidad para ratificar a los designados por las cúpulas provinciales de los partidos.

Además, hay que tener en cuenta que el mapa electoral no es neutro en términos electorales pues mantiene como circunscripción a cuatro partidos judiciales (Astudillo, Baltanás, Carrión de los Condes y Frechilla) donde se elige un solo diputado. Esto hace que el sistema electoral deje de ser proporcional y pasa a convertirse en mayoritario. Dicho de otra forma, el partido más votado se lleva toda la representación. Esto da ventaja a quien domine esos cuatro partidos, tradicionalmente de voto conservador.