Villers-Rotin liegt etwa 35 Kilometer südöstlich von Dijon. Umgeben wird Villers-Rotin von den Nachbargemeinden Auxonne im Norden und Osten, Billey im Süden und Südosten, Flagey-lès-Auxonne im Süden und Südwesten, Tréclun im Südwesten sowie Labergement-lès-Auxonne im Westen.