Villacarrillo se encuentra en la zona oriental de la provincia de Jaén, en la comarca de Las Villas. Su principal acceso es la carretera N-322 Linares-Albacete, junto a la que se encuentra. También se puede acceder por la A-6204 Villacarrillo-Cazorla y por la A-6203, que, pasando por Castellar, llega hasta la provincia de Ciudad Real.