Villers-lès-Luxeuil Se tròba a 277 mètres d'altitud ; a situat a 19 km al Nòrd-Es de Vesoul, la mai granda vila a proximitat. .
Lo vilatge a situat en la part nòrd del departament, en una pichona vallée a la extremitat oèst de las planas bassas de Luxeuil e de la llanterna, al pè nòrd de las nautors del Bòsc de la Brosse Granda.
Las comunitats vesinas de Villers-lès-Luxeuil son Abelcourt e Santa-Marida-ne-Chaux al nòrd, Breuches a l'èst, Éhuns, Visoncourt e Mailleroncourt-Charette al sud, Meurcourt e Velorcey a l'oèst.
Villers-lès-Luxeuil se trouve à 277 mètres d'altitude ; il est situé à 19 km au Nord-Est de Vesoul, la plus grande ville à proximité. .
Le village est situé dans la partie nord du département, dans une petite vallée à l'extrémité ouest des plaines basses de Luxeuil et de la lanterne, au pied nord des hauteurs du Bois de la Brosse Grande.
Les communautés voisines de Villers-lès-Luxeuil sont Abelcourt et Sainte-Marie-en-Chaux au nord, Breuches à l'est, Éhuns, Visoncourt et Mailleroncourt-Charette au sud, Meurcourt et Velorcey à l'ouest.