Villalbilla liegt im Zentrum Spaniens, in der Provinz Madrid, etwa 35 Kilometer östlich der Hauptstadt. Die Stadt befindet sich in einer leicht hügeligen, ländlich geprägten Landschaft und gehört zur Metropolregion Madrid. Diese Lage macht sie sowohl ländlich idyllisch als auch gut angebunden.
In unmittelbarer Nähe liegt die UNESCO-Weltkulturerbestadt Alcalá de Henares, die nur etwa zehn Autominuten entfernt ist. Die Sierra de Guadarrama, ein beliebtes Ziel für Wanderer und Naturliebhaber, ist ebenfalls leicht erreichbar.
Das Klima ist kontinental-mediterran mit heißen, trockenen Sommern und kühlen, meist sonnigen Wintern. Die angenehmsten Reisezeiten sind Frühling und Herbst, wenn die Temperaturen milder sind und die Natur in voller Blüte steht oder sich in warmen Farben zeigt.