Viloria liegt im Süden der Provinz Valladolid etwa 33 Kilometer südöstlich vom Stadtzentrum von Valladolid in einer Höhe von ca. 865 m. Durch den Südwesten der Gemeinde führt die Autovía A-601. Das Klima ist gemäßigt warm. Niederschlag (513 mm/Jahr) fällt vor allem im Winterhalbjahr.[2]