Animado por sus éxitos en la expulsión de los navarros y castellanos de sus dominios, el rey Bermudo III penetró en Castilla con objeto de recuperar el territorio comprendido entre los rios Pisuerga y Cea, cedidos con ocasión del matrimonio de su hermana. Fernando I, ya convertido en rey de Castilla, pidió ayuda a su hermano García III de Navarra, y juntos presentaron batalla al ejército leonés en el valle del Tamarón, situado al norte de Palencia, entre los rios Carrión y Pisuerga.

A primeros de junio de 1037 ambos ejércitos se enfrentaron en la batalla de Tamara, en la que el ejército leonés fue derrotado y su rey Bermudo perdió la vida.

En lo más recio de la pelea, Bermudo III buscó a Fernando I para desafiarle; pero éste y su hermano García le recibieron con la punta de sus lanzas y lograron acribillar con ellas al leonés, que cayó muerto de su caballo. Como consecuencia de la batalla, las tierras palentinas quedaron definitivamente unidas a Castilla.

El rey Bermudo tenía 27 años cuando murió. A su muerte se extinguió la rama masculina de los reyes de León, por lo que la corona pasó a su cuñado Fernando I de Castilla, casado con su hermana Sancha. Esto supuso la primera unió de León y Castilla.

El campo de la batalla se convirtió en lugar de veneración por parte de los reyes de Castilla:

• En 1053 existía un monasterio que Fernando I unió a la abadía de San Pedro de Cardeña.
• Los Reyes Católicos erigieron en el lugar una grandiosa iglesia que es uno de los más puros ejemplos del arte gótico español del siglo XIV, con gran riqueza de esculturas y mobiliario.
• Carlos V hizo donaciones importantes a la iglesia.