Milly-sur-Bradon liegt etwa 40 Kilometer nordnordwestlich von Verdun an der Maas (frz. Meuse). Umgeben wird Milly-sur-Bradon mit den Nachbargemeinden Mouzay im Norden, Lion-devant-Dun im Nordosten und Osten, Murvaux im Osten und Südosten, Fontaines-Saint-Clair im Süden, Dun-sur-Meuse im Südwesten und Westen sowie Sassey-sur-Meuse im Westen und Nordwesten.