Virigneux liegt etwa 27 Kilometer nördlich von Saint-Étienne und 37 Kilometer westsüdwestlich von Lyon in der historischen Provinz Forez. Das Gemeindegebiet wird vom Fluss Toranche und seinem Zufluss Pont Lyonnais durchquert. Umgeben wird Virigneux von den Nachbargemeinden Saint-Barthélemy-Lestra im Norden und Nordwesten, Saint-Martin-Lestra im Norden und Nordosten, Haute-Rivoire im Nordosten, Meys im Osten, Maringes im Süden, Saint-Cyr-les-Vignes im Westen und Südwesten sowie Valeille im Westen und Nordwesten.
