Toponymie : Tilius au IXème siècle dans le Cartulaire de Montier-en-Der. Tilleuil en 1770.
Village-rue situé à 6 kilomètres au sud de Montier-en-Der, il se situe sur la ligne de partage des eaux entre la Voire et le Ceffondet, et s'étend sur une superficie de 971 hectares environ.
Deux écarts dépendent de Thilleux : La ferme de Charmont et le hameau du Bois-Lassus sur la route de Robert-Magny (ou la ferme du Porche-le-loup, démolie en 1725, et reconstruite).
A un kilomètre au sud-ouest de ce hameau, la ferme de Tire-Clanchette a disparu au début du siècle.