La municipalité de Châteauvillain est située dans le département Haute-Marne.
Les municipalités limitrophes sont les suivantes : Coupray, Cour-l'Évêque, Latrecey-Ormoy-sur-Aube, Blessonville, Bricon, Dinteville, Orges, Pont-la-Ville, Richebourg, Silvarouvres.
5 infirmiers et infirmières à domicile travaillent à Châteauvillain.