Villegaudin liegt etwa zwanzig Kilometer östlich von Chalon-sur-Saône in der Naturlandschaft Bresse. Das Gemeindegebiet wird vom Fluss Cosne d’Épinossous durchquert, der hier den See Étang de Villegaudin bildet. Umgeben wird Villegaudin von den Nachbargemeinden Saint-Martin-en-Bresse im Norden und Westen, Serrigny-en-Bresse im Norden und Nordosten, Mervans im Osten sowie Diconne im Süden.