Fontenay-près-Vézelay liegt etwa 45 Kilometer südsüdöstlich von Auxerre und etwa 14 Kilometer südwestlich von Avallon. Die Gemeinde befindet sich am südlichen Rand des Départements an der Grenze zum benachbarten Département Nièvre. Die Flüsschen Ru de Fontenay und Ru de Pouilly entspringen auf dem Gebiet der Gemeinde und vereinigen sich dort zum Ru de Soeuvres. Fast drei Viertel der Fläche der Gemeinde werden landwirtschaftlich genutzt.