Valdeajos está situado en un pequeño valle del páramo de La Lora, a unos 1.000 metros de altitud. El vértice geodésico Cueto indica una altitud de 1.065 metros.
La primera mención escrita de Valdeajos está en el Becerro de las Behetrías como Valdaios, lugar solariego de Lope Rodríguez.
En cuanto a la etimología de su nombre, aunque parece inmediata su equivalencia a valle de ajos, podría tener su origen en Valdazos, término relativo a baldíos, terrenos en situación de abandono. La primera referencia escrita la encontramos en el Becerro de Behetrías en 1352. El Censo de Floridablanca señala su jurisdicción de abadengo entre 1785 y 1833 bajo la titularidad del Monasterio de Las Huelgas. Será en 1845 cuando quede integrado en el municipio de Sargentes de la Lora. En ese momento contaba con 14 hogares y 51 habitantes.
La larga y constante secuencia de poblamiento es una de las características del patrimonio histórico de este territorio. En el caso de Valdeajos, la Carta Arqueológica de la Provincia de Burgos señala el hallazgo fortuito y descontextualizado de un hacha plana de bronce de 115 mm de largo por 65 mm de ancho máximo adscrita al Bronce Mediterráneo II. Se trata de un tipo de hachas planas que con frecuencia aparecen en ambientes de montaña, en especial en el NW peninsular, aunque no faltan ejemplares más cercanos: Sasamón, Coruña del Conde y Los Husos. Está expuesta en el Museo Provincial de Prehistoria y Arqueología de Santander. En cuanto a esta ocupación durante la Prehistoria también Joaquín Cidad Pérez recoge la noticia de otros hallazgos correspondientes a este periodo.
Para periodos posteriores, se podría estimar de origen medieval el despoblado de Quintana, si bien este tipo de topónimos habitualmente tienen su origen en época romana.
La portada románica de la iglesia parroquial de San Cristóbal Mártir indica la existencia de un núcleo de población ya a finales del siglo XII. Responde al mismo esquema arquitectónico que la iglesia de San Mamés en Ayoluengo en el pórtico y el diseño de la portada con dos únicas columnas, pero en este caso la decoración es más sencilla. Todas las arquivoltas son lisas y los ábacos de los capiteles no presentan decoración. Las cestas del capitel muestran un único motivo en cada caso, vegetal con palmetas y bolas, y una arpía con las patas cortando el astrágalo. La iglesia presenta elementos de reformas a finales del siglo XV o principios del siglo XVI. Su emplazamiento en un alto, a 1.057 m de altura, favoreció la construcción de la ermita de Santa Ana en el casco urbano a comienzos del siglo XVII.
Según Tomás González, Valdeajos tenía 30 vecinos en 1588 y el libro de actas del Valle y Honor del Sedano, a cuya demarcación pertenecía, indica 34 para 1595. El Catastro del Marqués de Ensenada registra en 1752 una población de 182 habitantes en 43 hogares, entre ellos 21 nobles o de ascendencia hidalga y 22 pecheros. Sabían firmar 13 y lo ignoraban 30 jefes de familia. También incluye el registro de 1.140 ovejas, 35 cabras, 45 vacas, y 9 mulas.
En 1845 el ayuntamiento fue suprimido e incorporado a Sargentes de la Lora.
Valdeajos saltó a la fama nacional e internacional cuando el 6 de julio de 1964 fue descubierto el petróleo a 1.380 m de profundidad en el Pozo nº1, sondeo 149, iniciándose así un nuevo periodo en la historia de la localidad y del municipio. Para conocer el proceso de su descubrimiento y de su explotación les recomendamos visitar el Museo del Petróleo en Sargentes.
