Poilly liegt etwa 16 Kilometer westsüdwestlich von Reims am Ardre. Umgeben wird Poilly von den Nachbargemeinden Tramery im Norden und Nordwesten, Treslon im Nordosten, Bouleuse im Osten und Nordosten, Aubilly im Südosten, Sarcy im Süden und Südosten, Ville-en-Tardenois im Südwesten sowie Lhéry im Westen und Südwesten.