Villamañán se encuentra situado al sur de la provincia de León, en la comarca conocida como Esla-Campos, a 37 kilómetros de la ciudad de León y a 767 metros de altitud. Limita por el norte con los municipios de Valdevimbre y Ardón, por el oeste con Bercianos del Páramo, por el suroeste limita con Pobladura de Pelayo García, por el sur con San Millán de los Caballeros, por el este limita con el término de Fresno de la Vega y por el noreste con Cabreros del Río.

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