The canton Villersexel has 45 communes.
| Code | Name | Population ▼ |
|---|---|---|
| 70561 | Villersexel | 1 431 |
| 70219 | Esprels | 699 |
| 70031 | Athesans-Étroitefontaine | 631 |
| 70180 | Belles-Fontaines | 600 |
| 70563 | Villers-le-Sec | 519 |
| 70390 | Noroy-le-Bourg | 506 |
| 70162 | Colombe-lès-Vesoul | 492 |
| 70517 | Vallerois-Lorioz | 452 |
| 70277 | Granges-le-Bourg | 379 |
| 70347 | Mignavillers | 365 |
| 70271 | Gouhenans | 357 |
| 70381 | Neurey-lès-la-Demie | 355 |
| 70226 | Fallon | 306 |
| 70487 | Senargent-Mignafans | 287 |
| 70111 | Calmoutier | 263 |
| 70187 | Crevans-et-la-Chapelle-lès-Granges | 248 |
| 70040 | Autrey-lès-Cerre | 240 |
| 70349 | Moimay | 240 |
| 70115 | Cerre-lès-Noroy | 238 |
| 70516 | Vallerois-le-Bois | 226 |
| 70077 | Borey | 223 |
| 70552 | Villafans | 195 |
| 70484 | Secenans | 183 |
| 70276 | Granges-la-Ville | 181 |
| 70203 | La Demie | 161 |
| 70303 | Liévans | 152 |
| 70562 | Villers-la-Ville | 151 |
| 70317 | Les Magny | 142 |
| 70336 | Mélecey | 137 |
| 70005 | Aillevans | 131 |
| 70364 | Montjustin-et-Velotte | 122 |
| 70474 | Saint-Sulpice | 119 |
| 70199 | Dampvalley-lès-Colombe | 118 |
| 70553 | Villargent | 117 |
| 70307 | Longevelle | 116 |
| 70544 | La Vergenne | 110 |
| 70042 | Autrey-le-Vay | 93 |
| 70072 | Beveuge | 87 |
| 70462 | Saint-Ferjeux | 78 |
| 70273 | Grammont | 67 |
| 70164 | Colombotte | 66 |
| 70395 | Oppenans | 65 |
| 70420 | Pont-sur-l'Ognon | 62 |
| 70332 | Marast | 44 |
| 70396 | Oricourt | 31 |