Montilliez liegt im Waadtländer Bezirk Gros-de-Vaud. Montilliez hat das Autokennzeichen/Kontrollschild VD. Zur Gemeinde Montilliez gehören unter anderem die Ortsteile Poliez-le-Grand, Sugnens, Dommartin sowie Naz. In Montilliez und seinen Ortsteilen leben zusammen ungefähr 1.600 Einwohner.
Nachbargemeinden von Montilliez sind unter anderem Poliez-Pittet (ca. 2,1 km entfernt), Bottens (ca. 2,7 km entfernt), Echallens (ca. 2,8 km entfernt), Villars-le-Terroir (ca. 3,5 km entfernt), Assens (ca. 5 km entfernt) und Froideville (ca. 5 km entfernt).